放大器基础第2讲.ppt
第二章 放大器基础,放大电路分析,静态分析,动态分析,估算法,图解法,微变等效电路法,图解法,2.2.2 共射放大器的分析方法,放大电路的工作原理,(a)ui=0 静态工作情况,静态分析,(b)ui=sint 动态工作情况,iB=IBQ+ib,iC=ICQ+ic,uCE=UCEQ+uce,uo=uce,动态分析,图解法是指以三极管的特性曲线为基础，在特性曲线上用作图的方法来分析放大电路的工作状态。,（一）、静态分析,1.画直流通路,图解法静态分析步骤,(一)静态分析图解法,共射放大器,实际电路图,图解法静态分析步骤,1.画直流通路,直流通路电路图,图解法静态分析步骤,1.画直流通路,2.由输入回路计算基极电流IBQ。,计算得IBQ=40A,图解法静态分析步骤,3、直流负载线,IC,UCE,UCEIC满足什么关系？,1.三极管的输出特性。,2.UCE=VCCICRC。,直流负载线,与输出特性的交点就是Q点,IB,图解法静态分析步骤,图解法求静态工作点,4、求静态工作点Q,利用输出特性曲线确定ICQ和UCEQ 直流负载线与iB=IBQ对应的那条输出特性曲线的交点就是静态工作点 Q。,可得UCEQ=6V,ICQ=1.5mA,图解法静态分析步骤,用图解法求静态值的一般步骤：,已知晶体管的输出特性曲线组,作出直流负载线,由直流通路求基极电流IB,得出合适的静态工作点Q,找出静态值,？,思 考 题,1.试分析下列问题：,共射极放大电路,（1）增大Rc时，直流负载线将如何变化？Q点怎样变化？,(1)Q点沿IBQ的曲线向左移动。,？,思 考 题,共射极放大电路,(2)Q点沿负载线向下移动,？,思 考 题,共射极放大电路,(3)Q点向左下方向移动,？,思 考 题,共射极放大电路,（4）减小RL时，直流负载线将如何变化？Q点怎样变化？,(4)Q点不变化。,(一)静态分析估算法,（1）根据直流通道估算IBQ,（2）根据直流通道估算UCEQ、ICQ,IC,UCE,+VCC,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：,放大电路的Q点。,解：,静态工作点为Q（40A，3.2mA，5.6V），BJT工作在放大区。,例题,已知BJT的=100，VCC=+12V，当ui=0V，测得UBEQ=0.7V，若要IBQ=20A，则RB与RW之和=（）k；若测得UCEQ=6V，则RC=（）k。,例：用估算法计算静态工作点。,已知：UCC=12V，RC=4k，RB=300k，=37.5。,解：,注意：电路中IB 和 IC 的数量级不同,例：用估算法计算图示电路的静态工作点。,由例1、例2可知，当电路不同时，计算静态值的公式也不同。,由KVL可得：,由KVL可得：,小结：近似估算法求Q点,T放大的基本条件 Je正偏；Jc反偏,3个方程解3个变量（IBQ、ICQ、UCEQ）,关键方程Je回路KVL方程,（二）、动态分析,1/C0,将直流电压源短路，将电容短路。,交流通路分析动态工作情况交流通路的画法：,图解法动态分析步骤,1、画出交流通路图,（二）、动态分析,图解法动态分析步骤,2、根据ui在输入特性曲线上求iB,图解法动态分析步骤,3、做交流负载线,过Q点作一条直线，斜率为：,交流负载线（方程如下）,图解法动态分析步骤,3、做交流负载线,过Q点作一条直线，斜率为：,交流负载线（方程如下）,图解法动态分析步骤,4、由iB的变化在输出特性曲线上求iC和uCE,图解法动态分析步骤,交流负载线的作法,交流负载线,直流负载线,斜 率为-1/RL。（RL=RLRc）,经过Q点。,注意：（1）交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹。（2）空载时，交流负载线与直流负载线重合。,图解法动态分析,在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信号（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号不能反映输入信号的情况，放大电路产生非线性失真。,为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在交流负载线的中间部分。如果Q设置不合适，信号进入截止区或饱和区，造成非线性失真。,静态工作点的选择与波形失真,uo,可输出的最大不失真信号,静态工作点选择适当时：,1.Q点过低，信号进入截止区,放大电路产生截止失真,当工作点达到了截止区而引起的非线性失真。NPN管输出电压为顶部失真。,截止区特点：iB=0，iC=ICEO,2.Q点过高，信号进入饱和区,放大电路产生饱和失真,饱和失真,当工作点达到了饱和区而引起的非线性失真。NPN管输出电压为底部失真,饱和区特点：iC不再随iB的增加而线性增加，即,此时,uCE=UCES，典型值为0.3V,如何求最大不失真输出电压？,最大不失真电压输出幅度？,Uom=minUCEQ-UCE(sat)，ICQRL,放大电路要想获得大的不失真输出幅度，要求：工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位；要有合适的交流负载线。,练习：已知VCC=+12V，RC=3k，若测得UCEQ=6V，并在输出端加负载电阻RL=3k，该电路的最大不失真输出电压有效值UOM=？,（二）动态分析微变等效电路法（小信号模型/H参数模型分析法）,三极管的微变等效电路：,电路如图所示。试画出其小信号等效模型电路。,例题,练习：电路如图所示。试画出其小信号等效模型电路。,动态分析 画出交流通路 画出微变等效电路 求电压放大倍数 Au 求输入电阻 Ri 求输入电阻 Ro 求源电压放大倍数 Aus,1)画出交流通路,2)将交流通道中的三极管用微变等效电路代替:,动画演示,3)电压放大倍数的计算,特点：负载电阻越小，放大倍数越小。,4）输入电阻的计算,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。,电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。,5）输出电阻的计算,对于负载而言，放大电路相当于信号源，可以将它进行戴维南等效，戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。,计算输出电阻的方法：,(1)所有电源置零，然后计算电阻（对有受控源的电路不适用）。,(2)所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法。,所以：,用加压求流法求输出电阻：,两种分析方法的比较：,1图解法比较直观，分析大信号电路或功率放大电路时比较合适，但比较繁琐，当电路规模加大时，图解法不再适用；,2微变等效电路法比较方便，也适合于复杂放大 电路的分析，但不够形象直观，不宜分析工作 点是否合适以及求取输出信号最大动态范围等问题。,小 结 本讲主要介绍了晶体管放大电路的分析方法：放大的分析包括两个方面：静态分析（直流分析）和动态分析（交流分析）。静态分析就是求解静态工作点Q，在输入信号为零时，点（UBEQ,IBQ）和点（UCEQ,ICQ）称之为静态工作点。可以用图解法和估算法求解，是在直流通路上进行的。动态分析就是求解放大电路的动态参数和进行波形分析。通常利用微变等效电路（h 参数等效模型）计算放大倍数、输入电阻、输出电阻；用图解法求解最大不失真输出电压和进行失真分析。是在交流通路上进行的。,
