《模拟电子技术》 吴建军教材 课件 2.4放大电路的基本分析方法

授课教师：授课对象：模拟电子技术第二章

双极型三极管及其基本放大电路目录第二章

双极型三极管及其应用电路2.12.2双极型三极管放大的概念及放大电路的主要技术指标2.3单管共射极放大电路2.4放大电路的基本分析方法2.5静态工作点的稳定问题2.6双极型三极管放大电路的三种基本组态2.7多级放大电路2.8放大电路的频率响应2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考

一、静态分析图解法：在三极管的输入、输出特性曲线上，利用作图的方法求解放大电路的工作情况。

2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考一、静态分析

RbRcVT+VCC

直流通路iCuCEtQ

直流负载线静态工作点

2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考二、动态分析

RbRcVT+-uiRLC1C2+VCC+-uo(b)带负载(a)空载2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考二、动态分析交流负载线

QiC/mA0uCE/V直流负载线交流负载线画法：过静态工作点Q

，作一条斜率为-1/（Rc//RL）的直线。ΔuCE=-Δic(RC//RL)

VT+-ΔuCE+-ΔuCEMNΔiCΔ

iC

交流通路的输出回路RcRL

2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考二、动态分析交流负载线iB=80μA60

200

QiC/mA0uCE/V直流负载线1.空载时，交流负载线斜率为-1/Rc

交流负载线与直流负载线重合交流负载线变陡峭，放大电路的动态特性由交流负载线确定。2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考二、动态分析Q402060iB/μАuBE/V0iC/mA0tiB/μА0tΔuBEUBEQ0tuBE/V0tuCE/VUCEQ0.720.68ΔiBiB=80μА604020013.31.84.7iC/mA0uCE/V3.3交、直流负载线重合1.空载分析920Q2Q1

1.12.5IBQICQΔiCΔuCE以某电路参数为例

Q2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考二、动态分析Q402060iB/μАuBE/V0iC/mA0tiB/μА0tΔuBEUBEQ0tuBE/V0tuCE/VUCEQ0.720.68ΔiBiB=80μА60402001.8iC/mA0uCE/V3.3直流负载线1.带负载分析920

1.12.5IBQICQΔiCΔuCE

Q

ΔuCE11.56.5交流负载线2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考二、动态分析UBEQ0tuBE/V0tuCE/VUCEQ2.带负载分析

ΔuCE0tuCE/VUCEQ

（a）输入信号

（b）空载时的输出信号

（c）带负载时的输出信号

带负载时的放大倍数下降输出信号的变化范围由交流负载线确定。2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考二、动态分析总结：图解法的步骤

交流负载线的画法2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考由电路元件的非线性产生的失真称为非线性失真。非线性失真产生新的频率成分。放大电路两种典型的非线性失真截止失真

饱和失真

三、晶体三极管非线性失真观察静态工作点Q的位置对输出波形的影响2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考1、截止失真

iCuCEuoibIBQiBicICQiCttt

克服办法：减小，提高静态工作点。（基本放大器中应增大）Q点过低，信号进入截止区，引起的失真称为截止失真。Q直流负载线三、晶体三极管非线性失真2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考2、饱和失真

克服办法：增大，降低静态工作点。（基本放大器中应减小）Q点过高，信号进入饱和区，引起的失真称为失真饱和。iCuouCEIBQibiBttticICQiCQuCEQ三、晶体三极管非线性失真2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考uCEVCCRcOiCQ1Q2VCCRb1<Rb2OuCEiCQ1Q2VCCRc1VCCRc2>Rc1VCCRc2增大Rc，Q点靠近饱和区。增大Rb，Q点靠近截止区。三、晶体三极管非线性失真2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考uCEOiCOuCEiCQ1Q2VCCβ2>β1VCCRcQ1Q2VCC2RcVCC2VCC2>VCC1VCC1RcVCC1VCC升高时,Q点移向右上方,Uom增大，三极管静态功耗也增大。β增大时，特性曲线上移，Q点移近饱和区。三、晶体三极管非线性失真2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考四、放大电路最大不失真输出信号幅度输出的最大不失真信号iCuouCEIBQibiBttticICQiCQ放大电路的输出信号非线性失真系数不超过额定值时的输出信号的最大值，一般用Uom或Iom表示。相等2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考估算最大输出幅度失真程度与两方面有关：①静态点的位置；②输入信号幅度大小。四、放大电路最大不失真输出信号幅度

2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考思考1.发生饱和失真和截止失真的原因是什么？其输出波形有何特点？如何消除上述失真？两种失真同时出现，是否Q点不合适？2.如何调试一个最佳的静态工作点？3.求右图的最大不失真电压。

OuCE

iC0.8511QAB2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考一、晶体管的微变等效电路以共射接法三极晶体管为例（低频小功率晶体管）iBuBEOOiCuCEQΔiBβΔiBΔiBQΔuBE三极管特性曲线的局部线性化

ΔiC=βΔiB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。

rbb′：三极基区体电阻约为100-300Ω26为常温下温度的电压当量,单位为mV。2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考一、晶体管的微变等效电路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+-+-rbeΔuBEΔiCβΔiBΔuCEΔiBecb此电路忽略了三极管输出回路等效电阻rce。+-bce+-ΔuBEΔuCEΔiBΔiC2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考二、微变等效电路求解动态电路的参数求单管共射放大电路的电压放大倍数和输入、输出电阻。壹微小交流工作信号，三极管特性曲线近视为直线。贰处理三极管的非线性问题。叁用线性电路来等效非线性的三极管。适用条件解决问题等效2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考二、微变等效电路求解动态电路的参数求单管共射放大电路的电压放大倍数和输入、输出电阻。+-+-rbe

uiicβibuOibecbRcRLRb单管共射放大电路的等效电路RbRcVT+-uIRLC1C2+VCC+-uO

单管共射放大电路2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考二、微变等效电路求解动态电路的参数（1）电压放大倍数

+-rbe

ecbRcRLRb+-

如果输出端未接负载，即RL=∞，则RL'=RC

式中负号表示uo与ui反相。因RL'<RC，可见接上负载电阻后，放大倍数降低了。

2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考二、微变等效电路求解动态电路的参数输入电阻：输出电阻：Roui=0RL=∞

Ro≈Rc（2）输入电阻和输出电阻

-

+

+-rbeβibecbRcRbe+-

rbe

βib

cbRcRLRb+-

2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考二、微变等效电路求解动态电路的参数接有发射极电阻的单管共射放大电路RbRcVT+-uiRLC1C2+VCC+-uORe820Ω3kΩ3kΩ240kΩ(12v)[例题]如图示放大电路中,β=50，1.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。2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考二、微变等效电路求解动态电路的参数[例题]如图示放大电路中,β=50，1.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。解:直流通路如图所示IBQRb+

UBEQ+IEQRe=VCCIBQ=VCC-UBEQRb+(1+β)Re=0.04mAICQ=β

IBQ=50×0.04mA=2mA≈IEQUCEQ=VCC-ICQ

Rc-IEQRe

=

[12-2×(3+0.82)]V=4.36VIBQICQIEQ+-UBEQ+VCCRbRcVTRe直流通路2.4放大电路的基本分析方法微变等效电路法图解法总结与思考二、微变等效电路求解动态电路的参数[例题]如图示放大电路中,β=50，1.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。解:微变等效电路如图所示rbe≈rbb′+(1+β)26(mV)IEQ=[300+(1+50)×262]Ω=963ΩβRL′Au=-rbe+(1+β)Re=-1.75

Ri=[rbe+(1+β)Re]//Rb=36.3kΩRo≈Rc=3k