放大电路分析方法.pptx

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1、1第第4 4讲放大电路的分析方法讲放大电路的分析方法放大电路的直流通路和交流通路放大电路的静态分析图解法估算法放大电路的动态分析图解法微变电路等效法主要内容主要内容第1页/共65页2放大电路的直流通路和交流通放大电路的直流通路和交流通路路 通常，放大电路中直流电源的作用和交流信号的作通常，放大电路中直流电源的作用和交流信号的作用共存，这使得电路的分析复杂化。为简化分析，将它们用共存，这使得电路的分析复杂化。为简化分析，将它们分开作用，引入直流通路和交流通路的概念。分开作用，引入直流通路和交流通路的概念。1.1.直流通路：直流通路：U Us s=0=0，保留，保留R Rs s；电容开路；电容开路

2、；电电感相当于短路（线圈电阻近似为感相当于短路（线圈电阻近似为0 0）。）。2.2.交流通路：交流通路：大容量电容相当于短路；大容量电容相当于短路；直流电直流电源相当于短路（内阻为源相当于短路（内阻为0 0）。）。第2页/共65页3 VBB越大，UBEQ取不同的值所引起的IBQ的误差越小。基本共射放大电路的直流通路和交流通路 列晶体管输入、输出回路方程，将UBEQ作为已知条件，令ICQIBQ，可估算出静态工作点。第3页/共65页4当VCCUBEQ时，已知：VCC12V，Rb600k，Rc3k，100。Q？直流通路阻容耦合单管共射放大电路的直流通路和交流通路第4页/共65页5讨论一画出图示电路的

3、直流通路和交流通路。将uS短路，即为直流通路。第5页/共65页6放大电路的静态分析第6页/共65页7放大电路的静态分析放大电路的静态分析 静态分析静态分析就是通过放大就是通过放大电路的直流通路求解静态工电路的直流通路求解静态工作点值作点值IBQ、ICQ、UCEQ等。等。直流通路直流通路第7页/共65页81 图解法在放大电路静态分析中的应用图解法在放大电路静态分析中的应用 1）输入回路输入回路列写输入回路方程列写输入回路方程VCC=iBRB+uBE 求解静态工作点的常用方法求解静态工作点的常用方法图解法图解法估算法估算法第8页/共65页9直流负载线与晶体管输入特性曲线的交点，即为直流负载线与晶体

4、管输入特性曲线的交点，即为放大电路的输入静态工作点放大电路的输入静态工作点Qi。在在iB uBE坐标系中表示是一坐标系中表示是一条直线条直线称为输入回路的直流负载线称为输入回路的直流负载线VCC=iBRB+uBE 方程方程PK三极管输入三极管输入特性曲线特性曲线直流负载线直流负载线OiBuBE第9页/共65页102）输出回路）输出回路VCC=iCRC+uCE输出回路方程输出回路方程称为输出回路的直流负载线。称为输出回路的直流负载线。MN直流负载线直流负载线输出输出特性特性曲线曲线直流负载线与晶体管输出特直流负载线与晶体管输出特性曲线的交点，即为放大电性曲线的交点，即为放大电路的输入静态工作点路

5、的输入静态工作点Qo。在在iC uCE坐标系中也是一条直线，坐标系中也是一条直线，iCOuCE第10页/共65页112 估算法在放大电路静态分析中的应用估算法在放大电路静态分析中的应用 UCEQ=VCCICQRC式中，式中，|UBEQ|凡硅管可取为凡硅管可取为0.7 V、锗管、锗管0.3 V。由输入回路方程由输入回路方程VCC=iBRB+uBE得得第11页/共65页12放大电路的动态分析第12页/共65页13放大电路的动态分析是放大电路的动态分析是在静态分析的基础上，分析电在静态分析的基础上，分析电路中的信号的传输情况，考虑的只是电压和电流的交路中的信号的传输情况，考虑的只是电压和电流的交流分

6、量（信号分量）。流分量（信号分量）。放大电路的动态分析放大电路的动态分析 常用的分析方法常用的分析方法图解法图解法微变等效电路法微变等效电路法第13页/共65页141图解法在放大电路动态分析中的应用图解法在放大电路动态分析中的应用 设输入信号设输入信号ui=Uimsinw w t V第14页/共65页151)当当RL=时时在输入回路在输入回路uBE=UBE+uitOuBE波形图波形图第15页/共65页16iB的波形图的波形图工作点的移动工作点的移动uBE波形图波形图(1)信号的传递信号的传递已知已知QabtOOtOa.iB的形成过程的形成过程第16页/共65页17abtMNOOtiB1iB2b

7、.输出波形输出波形已知已知Q已知已知 iB工作点的移动工作点的移动uCE波形图波形图iC波形图波形图输出电压输出电压uoO第17页/共65页18已知输入信号已知输入信号小结小结输出信号波形输出信号波形OtOt输出电压输出电压uo与输入电压与输入电压ui相位相反相位相反第18页/共65页19(2)如果静态工作点如果静态工作点Q太低太低工作点的移动工作点的移动uBE波形图波形图ab已知已知QiB1iB2iB的波形图的波形图a.输输入入波波形形OttOO第19页/共65页20abiB1iB2已知已知Q已知已知 iB工作点的移动工作点的移动uCE波形图波形图iC波形图波形图输出电压输出电压b.输出波形

8、输出波形截止截止失真失真tMNOOtO第20页/共65页21Remark 1 截止失真是在输入回路首先产生失真！消除方法：增大VBB，即向上平移输入回路负载线。第21页/共65页22OtOtO工作点的移动工作点的移动uBE波形图波形图ab已知已知QiB1iB2iB的波形图的波形图a.输输入入波波形形(3)如果静态工作点如果静态工作点Q太高太高第22页/共65页23abiB1iB2已知已知Q已知已知 iB工作点的移动工作点的移动uCE波形图波形图iC波波形图形图b.输出波形输出波形输出输出电压电压饱和饱和失真失真tMNOOtO第23页/共65页24Remark 2饱和失真产生于晶体管的输出回路！

9、第24页/共65页25OtOtO工作点的移动工作点的移动uBE波形波形ab已知已知QiB1iB2iB的波形的波形a.输输入入波波形形(4)如果输入信号太大如果输入信号太大第25页/共65页26abiB1iB2已知已知Q已知已知 iB工作点的移动工作点的移动uCE波形波形iC波形波形b.输出波形输出波形tMNOOtO第26页/共65页27（忽略（忽略 UCES和和ICBO）(5)放大电路的动态范围放大电路的动态范围a.如果如果UCEQ=ICQRC=VCC/2iB波形波形iB1iB2iB3uo1uo2uo3输输出出波波形形=2ICRCUopp=2UCEQ=VCCOtOMN第27页/共65页28b.

10、如果如果UCEQICQRCiB波形波形iB1iB2iB3输输出出波波形形Uopp=2ICRCuo1uo2uo30t0MN第29页/共65页30基本共射极放大电路的波形分析动画演示基本共射极放大电路的波形分析动画演示第30页/共65页31结论结论(2)共射极放大电路的共射极放大电路的uo与与ui的相位相反。的相位相反。(3)ui的幅度过大或静态工作点不合适的幅度过大或静态工作点不合适，将使工作点，将使工作点 进入非线性区而产生非线性失真（饱和失真、截进入非线性区而产生非线性失真（饱和失真、截 止失真）。止失真）。(4)放大电路中的信号放大电路中的信号iB=IB+ibuBE=UBE+uiiC=IC

11、+icuCE=UCE+uce(1)第31页/共65页32(5)动态范围动态范围(忽略忽略ICEO和和UCES)a.Qo点在负载线的中点点在负载线的中点UCEQ=ICQRC=VCC/2Uopp=2ICQRCb.Qo点在负载线中点下方点在负载线中点下方 UCEQICQRC第32页/共65页33c.Qo点在负载线中点上方点在负载线中点上方(6)非线性失真的特点非线性失真的特点Uopp=2min UCEQ，ICQRCUCEQICQRC饱和失真饱和失真 输出电压波形的下半部被削平输出电压波形的下半部被削平截止失真截止失真 输出电压波形的上半部被削平输出电压波形的上半部被削平d.Uopp的一般表示式的一般

12、表示式第33页/共65页342)当当RL时时(1)放大电路的交流通路放大电路的交流通路交流通路画法交流通路画法耦合电容短路耦合电容短路直流电压源短路直流电压源短路第34页/共65页35交流通路交流通路第35页/共65页36由放大电路的交流通路可知由放大电路的交流通路可知ic式中式中第36页/共65页37由于由于故故(2)交流负载线交流负载线式中式中第37页/共65页38在在uCE iC的坐标系中也表示一条直线，该直线称的坐标系中也表示一条直线，该直线称为放大电路的为放大电路的交流负载线。交流负载线。式式M直流负载线直流负载线交流负载线交流负载线PiCuCEOQoNab第38页/共65页39交流

13、负载线及放大电路波形分析交流负载线及放大电路波形分析第39页/共65页40交流负载线的特点交流负载线的特点b.经过静态工作点经过静态工作点QoM直流负载线直流负载线交流负载线交流负载线PiCuCEOQoNaba.斜率为斜率为c.与横轴的交点为与横轴的交点为第40页/共65页41e.动态范围动态范围(a)比电路空载时小比电路空载时小M直流负载线直流负载线交流负载线交流负载线PiCuCEOQoNab(c)当考虑当考虑UCES时，时，(b)第41页/共65页42(2)作图繁琐作图繁琐小结：图解法的特点小结：图解法的特点(1)便于观察，形象直观便于观察，形象直观(4)放放大大电电路路的的一一些些性性能

14、能指指标标无无法法用用图图解解法法求求得得，不能求解输入电阻、输出电阻、频带等参数不能求解输入电阻、输出电阻、频带等参数(3)当信号太当信号太很小时无法作图很小时无法作图第42页/共65页432微变等效电路法在放大电路动态分析中的应用微变等效电路法在放大电路动态分析中的应用 1)晶体管的晶体管的H参数微变等效电路参数微变等效电路 (1)晶体管线性化的条件晶体管线性化的条件晶体管在小信号下工作晶体管在小信号下工作a.iB与与 uBE 之间具有线性关系之间具有线性关系b.值恒定值恒定(2)晶体管可线性化的主要依据晶体管可线性化的主要依据第43页/共65页44晶体管共射极接法线性化原理晶体管共射极接

15、法线性化原理晶体管晶体管ucebecNPNPNP或或型型型型晶晶 管管体体+icubeib+线性二端口网络线性二端口网络线线 性性网网 络络uce+ubeicib等效等效第44页/共65页45晶体管线性等效电路的晶体管线性等效电路的H参数描述参数描述式中式中线线 性性网网 络络uce+ubeicib第45页/共65页46晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路可画出等效电路可画出等效电路由由+_bec+_hfeib+_hieubeibhreuce1/hoeicuce第46页/共65页h参数的物理意义b-e间的动态电阻内反馈系数电流放大系数c-e间的电导第47页/共65页48简化的h参数等效电路

16、交流等效模型查阅手册基区体电阻发射结电阻发射区体电阻数值小可忽略利用PN结的电流方程可求得由IEQ算出在输入特性曲线上，Q点越高，rbe越小！第48页/共65页492）微变等效电路法在放大电路动态分析中的应微变等效电路法在放大电路动态分析中的应用用 (1)画出放大电路的交流通路画出放大电路的交流通路第49页/共65页50交流通路交流通路第50页/共65页51(2)画出放大电路的画出放大电路的微变等效电微变等效电路路b ce将晶体管将晶体管微变等效微变等效放大电路的微放大电路的微变等效电路变等效电路第51页/共65页52(3)放大电路的主要性能指标的计算放大电路的主要性能指标的计算a.电压放大倍

17、数电压放大倍数由图可知由图可知b ce第52页/共65页53式中式中uo与与ui相位相反相位相反b ce故故第53页/共65页54b.输入电阻输入电阻Ri由图可知由图可知Rib ce第54页/共65页55通常通常，故，故Rib ce第55页/共65页56c.输出电阻输出电阻Ro由定义由定义画出求输出电画出求输出电阻的等效电路阻的等效电路bceiiRob ce第56页/共65页57求输出电阻求输出电阻的等效电路的等效电路由图可知由图可知故故bceiiRo当当时时第57页/共65页58(a)晶体管的晶体管的IBQ，ICQ 及及 UCEQ值值；(b)放大电路的放大电路的Au，Ri，Ro及及Uopp。

18、解解 (a)画出放大电路的直流通路画出放大电路的直流通路 例例 在图示电路中，已知在图示电路中，已知：VCC=12 V，RC=2 kW W，RB=360 kW W；晶体管晶体管T为锗管，其为锗管，其 ,=b b=60,C1=C2=10 m mF，RL=2 kW W。试求试求：第58页/共65页59由图可知由图可知直流通路直流通路第59页/共65页60(b)首先画出放大电路的交流通路首先画出放大电路的交流通路第60页/共65页61其次画出放大电路其次画出放大电路的微变等效电路的微变等效电路微变等效电路微变等效电路bce交流通路交流通路第61页/共65页62图中图中bce第62页/共65页63由微变等效电路得由微变等效电路得 bceRi=RB/rbe rbe=1.1 kW W第63页/共65页642UCEQ=28.1 V=16.2 Vbce因为因为故故第64页/共65页65感谢您的观看！第65页/共65页