放大电路的分析方法

三极管放大电路的图解分析,知识目标：1.掌握三极管放大电路静态工作点的求法；2.掌握直流负载线的画法；3.了解影响静态工作点的主要因素。,三极管放大电路的图解分析,三极管放大电路的动态图解分析,第8讲,教学目标,教学重点,教学难点,能力目标：1.会画直流通路；2.会检测静态工作点；3.会通过仪器观测分析三极管的工作状态。,3.2三极管放大电路的分析方法,3.2.1放大电路的静态分析3.2.2放大电路的动态图解分析3.2.3三极管的低频小信号模型,3.2.1放大电路的静态分析,静态分析有计算法和图解分析法两种。一、静态工作状态的计算分析法二、静态工作状态的图解分析法三、影响静态工作点的因素,一、静态的计算分析法（估算法）,IB、IC和UCE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,二、静态的图解分析法,图3.2.1放大电路静态工作状态的图解分析,放大电路的静态工作状态的图解分析如图3.2.1所示。,1.由直流负载列出方程UCE=VCCICRc2.在输出特性曲线上确定两个特殊点,即可画出直流负载线。,直流负载线的确定方法：,VCC、VCC/Rc,3.在输入回路列方程式UBE=VCCIBRb,4.在输入特性曲线上，作出输入负载线，两线的交点即是Q。,5.得到Q点的参数IBQ、ICQ和UCEQ。,例3.1：测量三极管三个电极对地电位如图3.2.2所示，试判断三极管的工作状态。,图3.2.2三极管工作状态判断,例3.2：用数字电压表测得VB=4.5V、VE=3.8V、VC=8V，试判断三极管的工作状态。,图3.2.3例3.2电路图,三、影响静态工作点的因素,1、为什么要设置稳定的Q点？（1）Q点设置不合适的话，将使输出波形失真（2）放大倍数与Q点有关,（1）改变RB，其他参数不变,RBiB,RBiB,2、电路参数对静态工作点的影响,4、工作点稳定电路介绍,以射极偏置电路为例说明，电路就是前面介绍的共射极放大电路，将电容Ce去掉。电路如下图所示：,3、环境温度对工作点稳定的影响当温度升高时，三极管的反向饱和电流ICBOUBE、IC从而影响Au,（2）改变RC，其他参数不变,RCQ趋近饱和区。,（动画3.2）,稳定Q点的原理：设I1Ib，对Si管10倍对Ge管20倍则有：Vb=VCCRb2/(Rb1+Rb2),当某种原因影响ICIEUEUBEIbIC,3.2.2放大电路的动态图解分析,一、交流负载线二、交流工作状态的图解分析三、最大不失真输出幅度四、非线性失真五、输出功率和功率三角形,一、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3.2.4放大电路的动态工作状态的图解分析,（动画3.2-1）,图3.2.5放大电路的动态图解分析,通过图解分析，可得如下结论：1.uiuBEiBiCuCE|-uo|2.uo与ui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。,二、交流工作状态的图解分析,波形的失真,饱和失真,截止失真,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。,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。,三、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。,图3.2.6放大器截止失真和饱和失真（动画3.2-2）,(a)截止失真,(b)饱和失真,（动画3.2-3）,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，需要：,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3.2.7放大器的最大不失真输出幅度（动画3.2-4）,四、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THD表示，即,五、输出功率和功率三角形,要想PO大，就要使功率三角形的面积大，即必须使Vom和Iom都要大。,图3.2.8功率三角形,放大电路向电阻性负载提供的输出功率,在输出特性曲线上，正好是三角形ABQ的面积，这一三角形称为功率三角形。,3.2.3三极管的低频小信号模型,图3.2.9三极管简化h参数模型,学完本节内容后需要掌握以