三极管 放大电路的分析-图解法

1、1,4.3 放大电路的分析方法(一),初步了解放大电路的组成和工作原理后，就可以对放大器进行分析。分析放大器的方法主要有图解法和等效电路法两种。,2,4.3 放大电路的分析方法(一),一、直流通路和交流通路二、图解分析法三、等效电路分析法,3, 4.3 放大电路的分析方法(一),当放大电路没有输入信号(ui=0)时，电路中各处的电压、电流都是不变的直流，称为直流工作状态或静止状态，简称静态。 我们将看到，在静态工作状态下，晶体管各电极的直流电压和电流的取值，将在管子的特性曲线上确定一点，称为Q点。 当放大电路输入信号后，电路中各处的电压、电流便处于变动状态，这时电路处于动态工作情况，简称动态。

2、,4,一、直流通路和交流通路,直流通路：即能通过直流的通路。对于直 流通路， 电容相当于开路。 交流电源短路（保留内阻） 交流通路：即能通过交流的通路。对于交 流通路，电容相当于短路。 直流电源短路。,5,一、直流通路和交流通路,6,一、直流通路和交流通路,7,一、直流通路和交流通路,8,一、直流通路和交流通路,9,一、直流通路和交流通路,10,一、直流通路和交流通路,11,一、直流通路和交流通路,12,一、直流通路和交流通路,13,一、直流通路和交流通路,14,二、图解分析法,我们分析电路时，总是遵循先静态、后动态的原则。 静态分析（求静态工作点）时，用直流通路；动态分析（求动态参数）时，用

3、交流通路，不能混淆。 注意：静态工作点合适，动态分析才有意义。,15,二、图解分析法,在已知放大管的输入特性、输出特性以及放大电路各元件参数的情况下，利用作图的方法对放大电路进行分析就叫图解分析法。 图解分析法的基本思路是：先找出电路中电压和电流的一般关系；由这些关系定出使用什么曲线；分别分析无输入信号（静态）和有输入信号（动 态）时的情况。,16,二、图解分析法,1、静态工作点的图解分析2、交流工作状态的图解分析3、图解分析法的适用范围4、应用举例,17,1、静态工作点的图解分析,放大器未加输入信号，即静态时，晶体管各极的直流电流、电压分别用IBQ，ICQ，UBEQ，UCEQ表示，这些电流电

4、压代表输入和输出特性上的一个点，习惯上称为静态工作点，用Q表示。,18,1、静态工作点的图解分析,我们以阻容耦合电路为例介绍分析方法。,19,1、静态工作点的图解分析,放大电路输入回路静态工 作状态的图解分析 在输入回路列方程式 uBE=VCCiBRb 在输入特性曲线X轴及Y 轴上确定两个特殊点 VCC和VCC/Rb,即可画出 一条直线，两线的交点 即是Q。 Q点的坐标就是UBEQ和 IBQ。,20,1、静态工作点的图解分析,放大电路输出回路静态工作状态的图解分析 在输出回路列方程式uCE=VCCiCRc 在输出特性曲线X轴及Y轴上确定两个特殊点VCC和VCC/Rc,即可画出直流负载线，两线的

5、交点即是Q。 Q点的坐标就是UCEQ和ICQ。,21,1、静态工作点的图解分析,例3.1：测量三极管三个电极对地电位如下图所示，试 判断三极管的工作状态。,22,1、静态工作点的图解分析,例3.2：用数字电压表测得UB =4.5 V 、 UE =3.8 V 、UC =8 V，试判断三 极管的工作状态。电路如下图所 示。,23,2、交流工作状态的图解分析,当放大电路加上输入信号后，电路中的电压电流均在静态值的基础上，发生相应于输入信号的变化，所以称之为动态。,24,2、交流工作状态的图解分析,(1) 交流负载线 交流负载线的确定方法： 1. 通过输出特性曲线上的Q点做一条直线，其斜率为1/RL。

6、 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，工作点Q的运动轨迹。 4. 交流负载线与直流负载线相交，通过Q点。,25,2、交流工作状态的图解分析,交流负载线的实际画法： 如图所示，对于直角三角形QAB，已知直角边QA为ICQ，斜率为-1/(RC/RL), 因而另一直角边为ICQ(RC/RL), 所以交流负载线与横坐标轴的交点坐标为UCEQ+ ICQ(RC/RL), 0，通过该点与Q点所做直线就是交流负载线。,26,2、交流工作状态的图解分析,通过动画所示动态图解分析，可得出如下结论： 1. ui uBE iB iC uCE |-uo| ； 2. uo与ui相

7、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。,看动画4.3-1.1,27,2、交流工作状态的图解分析,(3) 波形非线性失真的分析 由于三极管存在非线性，使输出信号产生了非线性失真。 非线性失真分截止失真和饱和失真。 饱和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。 截止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。,看动画4.3-1.2,28,2、交流工作状态的图解分析,(4)最大不失真输出幅度 从上面的分析可知： Q点若本来就处于截止区或饱和区，则输入正弦波 信号时，一定会失真； 即使Q点处于放大区，当信号幅度

8、比较大时，也会 出现失真。 因此，为了减小非线性失真，必须合理地选择静态工作点的位置，并适当限制输入信号的幅度。这就出现了两个问题：Q点设在什么位置能使电路不失真输出幅度最大？若Q点已定，并在放大区内，能输出的不失真幅值 是多少？,29,2、交流工作状态的图解分析,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。,看动画4.3-1.3,30,2、交流工作状态的图解分析,(5) 输出功率和功率三角形 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。要想PO大，

9、就要使功率三角形的面积大，即必须使 Uom 和Iom 都要大。,31,3、图解分析法的适用范围,图解分析法是分析非线形电路的一种最基本的方法。 1、图解分析法的优点： 可直观、全面地了解放大器的工作情况 能在曲线上合理安排工作点 帮助理解电路参数对工作点的影响，正确选 择电路参数 能估计动态工作范围,32,3、图解分析法的适用范围,2、图解分析法的缺点： 比较烦琐 精度低 不能用于高频 不能分析输入电阻、输出电阻以及带反馈 的电路 3、适用范围： 图解分析法适用于输入信号大、频率低、放 大电路不带反馈的场合。,33,4、应用举例,例3.3、电路如图所示。由于电路参数的变化使静态工作点产生如图所示的变 化。试问： 静态工作点从Q1移到Q2、从Q2移到Q3、从Q3移到Q4时，分别是哪个电路参 数变化造成的？ 当电路的静态工作点分别为Q1-Q4时，哪种情况下最易产生截止失真？哪 种情况下最易产生饱和失真？哪种情况下最大不失真输出电压最大？其值 约为多少？ 电路的静态工作点为Q4时，集电极电源VCC为多少伏？集电极电