模电课件3.3图解分析法.ppt

放大电路分析,3.3 图解分析法,3.3.1 静态工作情况分析3.3.2 动态工作情况分析,1.静态和动态,静态 时，放大电路的工作状态，即此时三极管各电极的直流电压和直流电流的数值，在特性曲线上对应为一确定点，也叫Q点。,放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通道和交流通道。,动态 时，放大电路的工作状态，也称交流工作状态。,3.3.1 静态工作情况分析,直流通道 交流通道 直流电源和耦合电容对交流相当于短路,即能通过直流的通道。从C、B、E向外看，有直流负载电阻，Rc、Rb。,能通过交流的电路通道。如从C、B、E向外看，有等效的交流负载电阻，Rc/RL和偏置电阻Rb。,若直流电源内阻为零，交流电流流过直流电源时，没有压降。设C1、C2 足够大，对信号而言，其上的交流压降近似为零。在交流通道中，可将直流电源和耦合电容短路。,2.直流通道和交流通道,（1）近似估算Q点,IB、IC和VCE这些量代表的工作状态称为静态工作点，用Q表示。在测试基本放大电路时，往往测量三个电极对地的电位VB、VE和VC即可确定三极管的静态工作状态。,根据直流通道可对放大电路的静态进行计算,静态分析有计算法和图解分析法两种：近似估算Q点和用图解法确定Q点,共射极放大电路,放大电路如图所示。已知BJT的=80，Rb=300k，Rc=2k，VCC=+12V，求：,（1）放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？,（2）当Rb=100k时，放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？（忽略BJT的饱和压降）,解：（1）,（2）当Rb=100k时，,静态工作点为Q（40A，3.2mA，5.6V），BJT工作在放大区。,其最小值也只能为0，即IC的最大电流为：,，所以BJT工作在饱和区。,VCE不可能为负值，,此时，Q（120uA，6mA，0V），,例题,1.把电路分成非线性和线性部分2.作出电路非线性部分的V-A特性即三极管输出特性曲线。3.由电路线性部分的V-A特性即直流负载线:UCE=VCCICRc在输出特性曲线上确定两个特殊点,即可画出直流负载线。4.得到Q点的参数IBQ、ICQ和UCEQ。,VCC、VCC/Rc,（2）静态工作状态图解分析法,3.3.2 动态情况分析,1.交流负载线 2.交流工作状态的图解分析 3.最大不失真输出幅度 4.非线性失真,1.交流负载线,交流负载线确定方法：(1)通过输出特性曲线上的Q点做一条直线，其斜率为-1/RL。,(2)RL=RLRc，是交流负载电阻。,(3)交流负载线是有交流 输入信号时Q点的运 动轨迹。,(4)交流负载线与直流 负载线相交Q点。,图 3.3.3 放大电路的动态 工作状态的图解分析,2.交流工作状态的图解分析,通过图解分析，可得如下结论：(1)vi vBE iB iC vCE vo(2)vo与vi相位相反；(3)可以测量出放大电路的电压放大倍数；(4)可以确定最大不失真输出幅度。,(1)vi vBE iB iC vCE vo,(2)vo与vi相位相反；,(1)波形的失真,饱和失真:由于放大电路的工作点达到了三极管的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管，输出电压表现为底部失真。,截止失真:由于放大电路的工作点达到了三极管的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管，输出电压表现为顶部失真。,3.最大不失真输出幅度,注意：对于PNP管，由于是负电源供电，失真的表现形式，与NPN管正好相反。AVI3-2.AVI,(2)放大电路的最大不失真输出幅度,放大电路要想获得大的不失真输出幅度,1.工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位；2.要有合适的交流负载线。,图 3.3.7 放大器的最大不失真输出幅度（动画3-4）,4.非线性失真,放大器要求输出信号与输入信号之间是线性关系，不能产生失真。由于三极管存在非线性，使输出信号产生了非线性失真。非线性失真系数的定义：在某一正弦信号输入下，输出波形因非线性而产生失真，其谐波分量的总有效值与基波分量之比，用D表示，即,4.图解分析法的适用范围,适用于幅度较大而工作频率不太高的工作情况。,优点：直观、形象。有助于建立和理解交、直流共存，静态和动态等重要概念；有助于理解正确选择电路参数、合理设置静态工作点的重要性。能全面地分析放大电路的静态、动态工作情况。,缺点：不能分析工作频率较高时的电路工作状态，也不能用来分析放大电路的输入电阻、输出电阻等动态性能指标。,