放大电路的基本分析方法ppt.ppt

第三节放大电路的基本分析方法 直流通路与交流通路 静态工作点的近似估算 图解法 微变等效电路法 下页 总目录 电容相当于开路电感相当于短路 一 直流通路与交流通路 1 直流通路 用于放大电路的静态分析 在直流通路中 下页 上页 首页 电容和理想电压源相当于短路电感和理想电流源相当于开路 2 交流通路 用于放大电路的动态分析 在交流通路中 下页 上页 首页 动画 二 静态工作点的近似估算 静态工作点 外加输入信号为零时 三极管的IBQ ICQ UBEQ UCEQ 在输入输出特性曲线上对应一个点Q点 UBEQ可近似认为 硅管UBEQ 0 6 0 8 V锗管UBEQ 0 1 0 3 V 静态分析 估算静态工作点 讨论对象是直流成分 下页 上页 首页 IB IC 由图中的直流通路 估算方法 IBRb UBEQ VCC ICQRc UCEQ VCC 可求得单管放大电路的静态工作点的值为 下页 上页 首页 例2 3 1 设单管共射放大电路中 VCC 12V Rc 3k Rb 280k 50 试估算静态工作点 解 设UBEQ 0 7V 则 下页 上页 首页 三 图解法 一 图解法的过程图解法即可分析静态 也可分析动态 过程一般是先静态后动态 1 图解分析静态任务 用作图法确定静态工作点 求出IBQ ICQ和UCEQ 由于输入特性不易准确测得 一般用近似估算法求IBQ和UBEQ 下面主要讨论输出回路的图解法 下页 上页 首页 M N 下页 上页 输出回路的等效电路 首页 iB IBQ VCC ICQ UCEQ 根据输出回路方程uCE VCC iCRc作直流负载线 与横坐标交点为VCC 与纵坐标交点为VCC Rc 直流负载线与特性曲线Ib IBQ的交点即Q点 如图示 Q 直流负载线和静态工作点的求法 斜率为 1 RC 是静态工作点的移动轨迹 下页 上页 首页 例2 3 2 试用图解法确定下图所示电路的静态工作点 12 2 6 Q 4 解 首先估算IBQ UBE UCE IB IC 40 A uCE 12 3iC IBQ VCC UBEQ Rb IBQ 输出回路方程 IBQ 40 AICQ 2mAUCEQ 6V 下页 上页 首页 2 图解分析动态 动态分析 估算动态技术指标 讨论对象是交流成分 下页 上页 首页 交流负载线 画法 过静态工作点Q 作一条斜率为 1 RC RL 的直线 uCE iC RC RL 交流负载线 描述放大电路的动态工作情况 下页 上页 首页 Q IBQ 40 20 60 0 7 uBE UBEQ UCEQ uCE 0 72 0 68 iB 放大电路动态工作情况 下页 上页 交流负载线 首页 用图解法求放大电路的放大倍数 假设IBQ附近有一个变化量 iB 在输入特性上找到相应的 uBE 在输出特性的交流负载线上找到相应的 iC和 uCE 则电压放大倍数 电流放大倍数 下页 上页 首页 4 5 7 5 0 072 0 68 75 负号表示uCE与uBE反相位 下页 上页 7 5 4 5 Q IBQ 40 20 60 0 7 uBE UBEQ UCEQ uCE 0 72 0 68 iB 交流负载线 首页 结论 uBEQ uCEQ iBQ iCQ 由右图可知 单管共射放大电路中 1 交直流并存 2 有电压放大作用 3 有倒相作用 uo ui 下页 上页 首页 3 图解法的步骤 一 画输出回路的直流负载线 二 估算IBQ 确定Q点 得到ICQ和UCEQ 三 画交流负载线 四 求电压放大倍数 下页 上页 首页 Q点过低 二 图解法的应用 1 分析非线性失真 Q UCEQ ICQ 截止失真 uCE波形出现顶部失真 交流负载线 iB 下页 上页 首页 动画 饱和失真 交流负载线 ICQ UCEQ uCE波形出现底部失真 iB Q点过高 下页 上页 首页 2 用图解法估算最大输出幅度 Q iB 0 C D E A B Q点应尽量设在交流负载线上线段AB的中点 若CD DE 则 否则 交流负载线 直流负载线 下页 上页 首页 2020 3 17 21 可编辑 3 分析电路参数对静态工作点的影响 Q1 Q2 VCC Rb1 Rb2 Q1 Q2 VCC RC2 RC1 增大RC Q点靠近饱和区 增大Rb Q点靠近截止区 下页 上页 首页 Q1 Q2 VCC 2 1 Q1 Q2 VCC2 VCC2 VCC1 VCC1 VCC升高时 Q点移向右上方 Uom增大 三极管静态功耗也增大 增大时 特性曲线上移 Q点移近饱和区 下页 上页 首页 四 微变等效电路法 适用条件 微小交流工作信号 三极管工作在线性区 解决问题 处理三极管的非线性问题 等效 从线性电路的三个引出端看进去 其电压 电流的变化关系和原来的三极管一样 下页 上页 首页 一 简化的h参数微变等效电路 1 三极管的等效电路 Q iB iB iB Q uBE 以共射接法三极管为例 三极管特性曲线的局部线性化 iC iB 输入端可等效为一个电阻 输出端可等效为一个受控电流源 下页 上页 首页 由以上分析可得三极管的微变等效电路 三极管的简化h参数等效电路 rbe uBE iC iB uCE iB e c b 此电路忽略了三极管输出回路等效电阻rce 下页 上页 首页 用简化的微变等效电路计算单管共射放大电路的电压放大倍数和输入 输出电阻 rbe ui iC ib uo ib e c b Rc RL Rb 单管共射放大电路的等效电路 先画出三极管的等效电路 再依次画出放大电路的交流通路 下页 上页 首页 电压放大倍数 Au uo ui ibRc RL ibrbe rbe Rc RL 输入电阻 Rb rbe 输出电阻 Ro ui 0RL Ri ui ii uo io Ro Rc io 下页 上页 rbe ui iC ib uo ib e c b Rc RL Rb 首页 仿真 2 rbe的近似估算公式 rbe rbb 1 26 IEQ 其中 rbb 是三极管的基区体电阻 若无特别说明 可认为rbb 约为300 26为常温下温度的电压当量单位为mV 下页 上页 首页 分析以下两式 Au与 不成比例 若 值一定 可适当提高IEQ得到较大的Au 可看出 可减小Rb或增大VCC 但要注意三极管的非线性及安全工作区 下页 上页 首页 3 等效电路法的步骤 确定放大电路的静态工作点Q 4 列出电路方程并求解 3 画出放大电路的微变等效电路 2 求出Q点处的 和rbe 下页 上页 首页 二 微变等效电路法的应用 分析下图所示接有射级电阻的单管放大电路 rbe ui iC ib uo ib e c b Rc RL Rb Re 下页 上页 首页 ui ibrbe 1 ibRe ui RL uo Au rbe 1 Re 若 1 Re rbe则 Au RL 1 Re uo ibRL 其中RL Rc RL 下页 上页 首页 Ri rbe 1 Re Rb Ro Rc ui ui ibrbe 1 ibRe ii ib Ri rbe 1 Re Ri Ri Ri Ri Rb 下页 上页 首页 例2 3 3 图示放大电路中 501 试估算放大电路的静态工作点 2 求电压放大倍数 3 求输入电阻和输出电阻 下页 上页 240 3k 3k 首页 解 直流通路如图所示 IBQRb UBEQ IEQRe VCC IBQ VCC UBEQ Rb 1 Re 0 04mA ICQ IBQ 50 0 04 2mA IEQ UCEQ VCC ICQRc IEQRe 12 2 3 0 82 4 36V 下页 上页 首页 RL Au rbe 1 Re 1 75 Ri rbe 1 Re Rb 36 3K Ro Rc 3K 射极电阻Re使电压放大倍数降低 下页 上页 首页 小结 图解法 优点 1 即能分析静态 也能分析动态工作情况 2 直观形象 3 适合分析具有特殊输入 输出特性的管子 4 适合分析工作在大信号状态下的放大电路 缺点 1 特性