第2.1章 三极管放大电路.ppt

1、1,模 拟 电 子 技 术,Analog Electronic Technology,2,2 放大电路的分析方法,2.2 图解分析法,2.4 小信号模型分析法,1. 静态工作点的图解分析,2. 动态工作情况的图解分析,3. 非线性失真的图解分析,4. 图解分析法的适用范围,1. BJT的H参数及小信号模型,2. 用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路,3. 小信号模型分析法的适用范围,3,2.2 图解分析法,1. 静态工作点的图解分析,采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入输出特性曲线。,共射极放大电路,4,2.2 图解分析法,1. 静态工作点的图解分析, 列输入回路方程, 列输出回

2、路方程（直流负载线） vCE=VCCiCRc, 首先，画出直流通路,直流通路,5, 在输出特性曲线上，作出直流负载线 VCE=VCCiCRc，与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ 和ICQ。, 在输入特性曲线上，作出直线 ，两线的交点即是Q点，得到IBQ。,6, 根据vs的波形，在BJT的输入特性曲线图上画出vBE 、 iB 的波形,2. 动态工作情况的图解分析,7, 根据iB的变化范围在输出特性曲线图上画出iC和vCE 的波形,2. 动态工作情况的图解分析,反相,8,2. 动态工作情况的图解分析, 共射极放大电路中的电压、电流波形,9,3. 静态工作点对波形失真的影响（NPN）,截止

3、失真的波形,NPN管顶部削平,10,饱和失真的波形,3. 静态工作点对波形失真的影响（NPN）,NPN底部削平,11,3. 静态工作点对波形失真的影响（PNP）,截止失真的波形,12,饱和失真的波形,3. 静态工作点对波形失真的影响(PNP),13,4. 最大不失真输出电压,是指在不失真的情况下能够输出的最大电压，通常用有效值表示。,动态范围缩小,Q点设置过高，易发生饱和失真，Q点过 低，易发生截止失真。当Q点在直流负载 线的中点时，得到最大的动态范围。,14, 无负载时，直流负载线和交流负载线重合，一定经过Q点。,5. 直流负载线和交流负载线,15,2.4 小信号模型分析法,BJT双口网络,

4、1. 小信号模型,交流,rbb,低频小功率管的rbb100-300， 常温下UT 26mV.,16,原则：三极管在小信号(微变量)情况下工作时,可以在静态工作点附近的小范围内用直线段近似地代替三极管的特性曲线,三极管就可以用线性双口网络来等效代替.,2.4 小信号模型分析法,17,2.4 小信号模型分析法,2. 用小信号模型分析基本共射极放大电路,（1）利用直流通路求Q点,共射极放大电路,一般硅管VBEQ=0.7V，锗管VBEQ=0.2V， 已知。,18,2. 用小信号模型分析基本共射极放大电路,（2）画小信号等效电路,H参数小信号等效电路,19,2. 用小信号模型分析基本共射极放大电路,（3

5、）求放大电路动态指标,则电压增益为,（可作为公式）,电压增益,小信号等效电路,20,2. 用小信号模型分析基本共射极放大电路,（3）求放大电路动态指标,输入电阻,输出电阻,21,2. 用小信号模型分析基本共射极放大电路,共射极放大电路,22,3. 小信号模型分析法的适用范围,放大电路的输入信号幅度较小，BJT工作在其VI特性曲线的线性范围（即放大区）内。H参数的值是在静态工作点上求得的。所以，放大电路的动态性能与静态工作点参数值的大小及稳定性密切相关。,优点： 分析放大电路的动态性能指标(Av 、Ri和Ro等)非常方便，且适用于频率较高时的分析。,缺点： 在BJT与放大电路的小信号等效电路中，

6、电压、电流等电量及BJT的H参数均是针对变化量(交流量)而言的，不能用来分析计算静态工作点。,23,4. 小信号模型分析法的分析步骤,1、遵循“先静态后动态”的原则，静态分析时应利用直流通路，动态分析时应利用交流通路或交流等效电路。只有在静态工作点合适的情况下，动态分析才有意义。静态IE的值用来求rbe。,2、画出放大电路的交流等效电路，并求出rbe。,3、根据要求求解动态参数Av，Ri，Ro。,24,练习：画出下图所示电路的小信号模型。,25,练习：画出下图所示电路的小信号模型。,26,练习：画出下图所示电路的小信号模型。,27,练习：画出下图所示电路的小信号模型。,28,例2.3.3 在图

7、示电路中，已知Vcc=12V，Rb= 510k，Rc= 3k;晶体管的rbb=150,=80,导通时的UBEQ=0.7V；RL=3k。 (1)求出电路的 、Ri和Ro; (2)若所加信号源内阻RS为2k,求出,T,+,+,C1,RC,RB,VCC,C2,us,uo,RS,RL,1,根据直流模型求静态工作点,2.3 放大电路的分析方法2.3.3 等效电路法,29,(1)电压放大倍数,(2) 输入电阻,(3)输出电阻,图2.3.17 微变等效电路,rbe,E,B,C,Ri,RS,(4)源电压放大倍数,2、求电路的Au、Ri、 Ro、 Aus；,2.3 放大电路的分析方法2.3.3 等效电路法,30

8、,静态工作点稳定的必要性,一、必要性 Q变，产生失真； 影响动态参数rbe， 从而影响Au、Ri 。 二、影响因素 温度升高：增大，ICEo增加， UBE减小，使ICQ增大； 温度降低：减小，ICEo减小， UBE增大，使ICQ减小。,稳定Q点，是指在环境温度变化时静态集电极 电流ICQ和管压降UCEQ基本不变。,图2.4 晶体管在不同环境温度下的输出特性曲线,31,一. 电路组成及工作原理,对于设计好的电路均能满足 I1 IB , I2 IB , 可以,认为 I1 I2,则,典型的静态工作点稳定电路,32,二.静态工作点的估算,UCE,（UB UBE ）,33,三、动态参数的估算,1 有旁路

9、电容时,图2.4.4 阻容耦合Q点稳定电路的交流等效电路(a),34,rbe,Re使Au减小， Ri增加。,Ib,RC,RL,Rb2,Rb1,Re,Ri,Ie,2 无旁路电容时,图2.4.4 阻容耦合Q点稳定电路的交流等效电路(b),+,+,-,-,由Ui=Ibrbe+(1+ ) IbRe Uo=RLIC,得：,35,例2.4.1 在图示电路中，已知：VCC =12V，Rb1= 5K, Rb2 = 15K, RC =5.1K, Re =2.3K, RL =5.1K,三极管的 = 100 ,rbe=1.5K, UBEQ=0.7V。,(1)估算静态工作点Q; (2)分别求出有、无Ce两种情况下的Au和Ri。,RC,C1,C2,T,RL,Re,+,+,Rb2,RS,us,+,-,uO,uI,+,-,图2.4.2(b),36,解：（1）求解Q点，因为 (1+)ReRb1/Rb2，,IEQ,UCEQ=VCCICQ(RC+Re