放大电路分析方法2微变等效稳Q三种电路课件.ppt
(1-1),2.3.3微变等效电路法(也叫H参数等效模型),晶体管在小信号(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，三极管就可以等效为一个线性元件。这样就可以将非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路。,微变等效条件,研究的对象仅仅是低频变化量,信号的变化范围很小,一、晶体管H参数等效模型,rbe：小信号作用下的b-e间动态电阻,一般用测试仪测出,rbe可用公式估算,公式重要！通常，可将IEQ近似为ICQ,rbb/是基区体电阻，低频小功率管在100300间，一般取200,(1-3),怎样画微变等效电路1、画交流通路2、画H参数等效电路3、标出电压和电流量动画片,电流源实质：是从电路分析的角度虚拟出来的，不是三极管本身具有的能源，实质上代表三极管的电流控制作用。当ib=0，它就不存在了。因此它是受控电源(受输入电流控制，不是独立源）电流源的流向：由ib(也就是vbe）决定，不能随意假定。当ib、ic正向，它的流向正如图中的箭头所示，是由集电极流向发射极，否则反之。,(1-4),二、共射放大电路动态参数的分析,电路动态参数分析就是求解电路电压放大倍数、输入电阻(信号源后部分)、输出电阻(负载前部分)。,(1-5),解题的方法是：作出h参数的交流等效电路,共射极放大电路(单电源阻容耦合),Rb并联于交流通路，且输出带负载,(1-6),根据,则电压增益为,（作为公式记忆）,1.求电压放大倍数（电压增益）,电压“正负号”由实际电流流向与端口参考电压坐标（通常设地为负“-”）对比而得出的。,若输出无负载呢？,有无信号源内阻不影响结果,其它共射电路图双电源直接耦合：Rb串联于交流通路，且输出无负载,若输出有负载呢？,有无信号源内阻不影响结果,电路中晶体管=100，rbe=1.4k。(1)现已测得静态管压降UCEQ=6V，估算Rb；(2)若测得 和 的有效值分别为1mV和100mV，则负载电阻RL为多少？,解:(1),，,(2)由,可得:,。,习题2.9,(1-9),2.求输入电阻(是动态电阻，与Q点相关),对于为放大电路提供信号的信号源来说，放大电路是负载，这个负载的大小可以用输入电阻来表示。考虑到信号源内阻，输入电阻越大越好，输入电压越接近信号源电压。,(单电源阻容耦合),(双电源直接耦合),结果与输出有无负载无关,(1-10),3.求输出电阻(单电源阻容耦合),令,所以,当输出端接上负载时，电路可看作一个只有内阻的电压源，此内阻就是输出电阻。,(双电源直接耦合),无论单电源阻容耦合还是双电源直接耦合，无论信号源有无内阻，都不会影响输出电阻结果。,(1-12),4.当信号源有内阻时：,Ri为放大电路的输入电阻,此结果适用于所有放大电路！,习题2.7(直接耦合情况)图示晶体管=80，rbb/=100。分别计算RL分别为空载及3k时的Q点及动态参数。,解：在空载和带负载情况下，电路的静态电流、rbe均相等，它们分别为：,空载时和负载情况下静态管压降有所不同，它们分别为：,空载：,负载：,微变等效电路,空载和负载情况下，输入电阻、输出电阻均相等，它们分别为：,空载时和负载情况下电压放大倍数有所不同，根据公式它们分别为：,空载：,负载：,(1-15),利用等效电路法求电路参数的步骤,1.首先利用图解法或近似估算法确定放大电路的静态工作点 Q。2.求出静态工作点处的微变等效电路参数 和 rbe。3.画出放大电路的微变等效电路。可先画出三极管的等效电路，然后画出放大电路其余部分的交流通路。4.列出电路公式并求解。,为保证放大电路稳定工作，须有稳定静态工作点。静态工作点由UBE、ICBO 和ICEO 决定，这些参数随温度变化。,2.4放大电路静态工作点的稳定,2.4.1静态工作点稳定的必要性,1.UBE改变。UBE的温度系数约为2 mV/C，即温度每升高 1C，UBE 约下降 2 mV（数值较小）。,2.改变。温度每升高 1C，值约增加 0.5%1%，温度系数分散性较大。,3.ICBO 改变。温度每升高 10C，ICBO大致将增加一倍，说明 ICBO 将随温度按指数规律上升。,(1-17),温度对 值及ICEO的影响,总效果：,(1-18),因此温度升高导致波形容易失真。,T=20 C,T=50 C,晶体管在不同环境温度下的输出特性曲线,(1-19),小结：,固定偏置电路的Q点是不稳定的。Q点不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截止区，从而导致失真。为此，需要改进偏置电路，当温度升高、IC增加时，能够自动减少IB，从而抑制Q点的变化。保持Q点基本稳定。,常采用分压式偏置电路（属共射放大电路，有直流负反馈或温度补偿二种方式）来稳定静态工作点。,(1-20),2.4.2利用直流负反馈稳定静态工作点,在温度变化时，使得IBQ与ICQ产生相反的变化,一、电路组成(分压式偏置，属共射放大电路)和Q点稳定原理,目标：温度变化时IC维持恒定。本质：分压偏置使b点电位基本不变，则温度变化时可稳定静态工作点。,(1-21),所以 UBQ 不随温度变化，,电流负反馈式工作点稳定电路,T ICQ IEQ UEQ UBEQ(=UBQ UEQ)IBQ ICQ,由于 I1 IBQ，可得(估算),静态工作点稳定的原理：电路本电路稳压的过程实际是由于加了RE(射极直流负反馈电阻)形成了负反馈过程。,(1-22),二、稳定电路静态工作点的计算,由于 IR IBQ，可得(估算),静态基极电流,算法一（估算）：,(1-23),方框中部分用戴维南定理（含独立电源的线性电阻单口网络，就端口特性而言可以等效为一个电压源和电阻串联的单口网络；电压源的电压等于单口网络在负载开路时的电压，电阻是单口网络内全部独立电源为零值时的等效电阻）等效为：,进而可求出ICQ、UCEQ,算法二（精算）：,p106页图2.4.3,(1-24),三、动态参数的估算,旁路电容Ce的作用：交流通路中，Ce将Re短路，Re对交流不起作用，放大倍数不受影响。,若输出无负载呢,(1-25),如无Ce，动态参数如何计算？,无旁路电容时的交流电路,可见去掉Ce后，放大倍数减小，输出电阻不变，但输入电阻增大了。,若输出无负载呢？,(1-26),2.4.3温度补偿法稳定静态工作点,a利用二极管的反向特性进行温度补偿（二极管反向电流的改变导致IB的改变）,静态工作点稳定电路（见P110）,b利用二极管的正向特性进行温度补偿（二极管正向UD的改变导致UB的改变）,利用一个元件参数随温度的变化所引起的温漂来抵消另一个元件参数随温度的变化所引起的温漂，从而达到稳定工作点的目的，这就是温度补偿法的基本思想。,2.5晶体管单管放大电路的三种基本接法,三种基本接法,共射,共集,共基,2.5.1基本共集放大电路(射极输出器),基本共集放大电路,一、电路的组成,信号从基极输入，从发射极输出,单电源阻容耦合：Rb并联于交流通路，且输出有负载。,判断：交流通道中哪一极接地,二、静态工作点,由基极回路求得静态基极电流,则,共集电极放大电路,二、动态分析,电压放大倍数,若输出无负载呢？,有无信号源内阻不影响结果,1.,所以,但是，输出电流Ie增加了。,2.,输入输出同相，输出电压跟随输入电压（近似相等），故称射极跟随器。,结论：,作业,自测题：四(2)(3)习题：2.5以上题目要给出理由说明或过程习题：2.11,
