放大器的静态分析
放大电路的静态分析方法三
i （ 2 ）用小写字母带小写下标表示交流分量。 b 规定： （3）用小写字母带大写下标表示直流分量与交流 分量的叠加。 iB I B ib
Ui （4）用大写字母加小写下标表示交流分量的有效值。
二、放大电路的静态分析方法
1．估算法确定静态工作点
I BQ
I CQ I BQ
U CC U BE U CC = Rb Rb
三、放大电路的动态分析方法
（一）图解分析法—不带负载 RL 时的图解分析
由于负载开路，交流负载线与直流负载线是同一条 步骤： （1）根据
u i 在输入特性曲线上画出 iB 波形 。
u i ＝0.02sinω t（V）
iB 波形和直流负载线画出 u BE 0.7 0.02 sin tV
设放大电路的输入信号 则：
第二节 放大电路的分析方法
模 拟 电 子 技 术 基 础
一、放大电路的几个重要概念 二、放大电路的静态分析方法 三、放大电路的动态分析方法
一、放大电路的几个重要概念
1．静态、直流通道、静态分析和静态工作点Q
静态（直流工作状态）：
ui 0 时电路所处的工作状态叫静态。
直流通道： 直流电流流经的途径 静态工作点Q： 静态时电路中的 I B I C U CE 的数值
（a）在输入特性曲线上分析 U im （b）在输出特性曲线上分析 0.02
150
三、放大电路的动态分析方法
（一）图解分析法—带负载 RL 时的图解分析 交流负载线是有交流输入信 • 带负载时，对输入回路无影响，对输出回路的静态也无影响， 只影响输出回路的动态。 号时，工作点Q的运动轨迹。
• 放大电路的交流等效负载： Rc // RL RL 对应的负载线称为交流负载线。
电子器件的静态与动态特性分析
电子器件的静态与动态特性分析电子器件是现代科技领域中不可或缺的组成部分，对于我们的日常生活和工业生产都起着至关重要的作用。
了解电子器件的静态和动态特性对于深入理解其工作原理和性能具有重要意义。
本文将从静态分析和动态分析两个方面对电子器件的特性进行详细解析。
一、静态分析静态分析是指在电子器件停止工作时对其进行测试和分析。
通过静态分析，我们可以获得电子器件的静态特性，包括以下几个方面：1. 结构和尺寸：静态分析可以通过观察电子器件的外部结构和尺寸来获得其中的基本参数和特征。
例如，通过观察半导体器件的晶体管结构和尺寸，我们可以了解其电流和电压的承载能力。
2. 材料和工艺：静态分析还可以通过电子器件中使用的材料和工艺来获得一些有关其特性的信息。
例如，通过了解电子器件中所使用的半导体材料和制备工艺，我们可以预测其导电性能和工作温度范围。
3. 参数和性能：静态分析可以通过测量和测试电子器件的参数和性能来获取更多的信息。
例如，通过测量晶体管的电流-电压关系，我们可以了解其输入输出特性和放大倍数。
二、动态分析动态分析是指在电子器件工作时对其进行测试和分析。
通过动态分析，我们可以获得电子器件的动态特性，包括以下几个方面：1. 响应时间：动态分析可以通过测试电子器件在不同输入信号下的响应时间来评估其快速响应能力。
例如，通过测试开关电容的充放电时间，我们可以判断其在高频信号处理中的适用性。
2. 响应波形：动态分析可以通过观察电子器件在输入信号变化时的响应波形来研究其工作原理和性能。
例如，通过观察放大器的输出波形，我们可以判断其失真程度和频率响应特性。
3. 能量消耗：动态分析可以通过测试电子器件在工作过程中的能量消耗情况来评估其能源利用率。
例如，通过测量集成电路在不同工作状态下的功耗，我们可以优化其设计和工作模式。
三、分析步骤在进行电子器件的静态和动态分析时，我们需要按照以下步骤进行：1. 准备测试设备：根据具体的分析需求，选择合适的测试设备和方法。
放大电路 静态工作点
放大电路静态工作点
放大电路的静态工作点是指放大器在没有输入信号时的工作状态。
在放大电路的设计中，静态工作点的选取非常重要，它决定了放大器的线性度、功耗和稳定性。
静态工作点的确定可以通过以下步骤进行：
1. 确定放大器的工作区域：放大器可以工作在A类、B类、
AB类或C类等不同的工作区域。
选择合适的工作区域将取决
于应用的需求和对功耗的要求。
2. 确定放大器的直流偏置点：直流偏置点是放大电路静态工作点的一个关键参数，它决定了放大器的线性度和稳定性。
直流偏置点的选取一般需要考虑放大器的最大输出信号幅度和直流功耗等因素。
3. 设计偏置电路：根据直流偏置点的要求设计合适的偏置电路，如基极电阻、电流源等，以实现所需的静态工作点。
4. 进行仿真和调试：在设计完成后，通过仿真工具对放大电路进行验证，再根据实际的调试结果对偏置电路参数进行调整，以确保放大电路的静态工作点与设计要求一致。
总之，放大电路的静态工作点的确定是放大电路设计中的一个关键步骤，需要根据应用需求和设计要求来选择合适的工作区域和直流偏置点，以实现所需的放大功能和性能。
测量放大器的静态工作点的测量方法
一、概述测量放大器的静态工作点是放大器设计和分析中的重要参数，它直接影响到放大器的线性度、功耗和稳定性。
准确地测量静态工作点对于放大器的设计和调试至关重要。
二、测量放大器的静态工作点的重要性1. 静态工作点的定义及其对放大器性能的影响放大器的静态工作点是指在没有输入信号的情况下，放大器的直流工作状态。
它通常表示为静态电流和静态电压的值。
静态工作点的选择会直接影响放大器的线性度和功耗。
如果静态工作点选择不当，会出现信号失真、功耗增大等问题。
2. 静态工作点的测量方法静态工作点的测量方法一般有直流测量法和交流测量法两种。
三、直流测量法1. 实验装置概述直流测量法主要通过连接电流表、电压表等仪器测量放大器的静态工作点。
2. 测量步骤1) 电压放大器的静态工作点的测量a) 将电流表连接到电源端，通过电流表测量输入端的静态电流。
b) 将电压表连接到输出端，通过电压表测量输出端的静态电压。
2) 电流放大器的静态工作点的测量a) 将电流表连接到输入端，通过电流表测量输入端的静态电流。
b) 将电压表连接到负载端，通过电压表测量负载端的静态电压。
3. 实验结果分析直流测量法可以较为准确地测量放大器的静态工作点，但在实际应用中需要注意避免对放大器的工作状态造成干扰。
四、交流测量法1. 实验装置概述交流测量法主要通过连接示波器、信号源等仪器，测量放大器的静态工作点。
2. 测量步骤1) 通过信号源输入一个直流电压，使其通过放大器。
2) 通过示波器观察输出端信号的直流偏置情况。
3) 调整输入直流电压的大小，直到输出信号的直流偏置为零。
3. 实验结果分析交流测量法可以观察到放大器输出端信号的直流偏置情况，从而间接得到放大器的静态工作点。
五、总结通过直流测量法和交流测量法，可以较为准确地测量放大器的静态工作点。
在实际工程应用中，根据实际情况选择合适的测量方法，可以更好地指导放大器的设计和调试工作。
静态工作点的准确测量可以保证放大器性能的稳定和可靠。
[练习]波形失真的类型
![[练习]波形失真的类型](https://img.taocdn.com/s3/m/cd3f346700f69e3143323968011ca300a6c3f61e.png)
波形失真的类型当放大器的工作点选的太低,或太高时,放大器将不能对输入信号实施正常的放大。
(1)截止失真图5-12所示为工作点太低的情况,由图5-12可见,当工作点太低时,放大器能对输入的正半周信号实施正常的放大,而当输入信号为负半周时,因将小于三极管的开启电压,三极管将进入截止区,iB=0,iC=0,输出电压u0=uCE=Vcc将不随输入信号而变化,产生输出波形的失真。
这种失真是因工作点取的太低,输入负半周信号时,三极管进入截止区而产生的失真,所以称为截止失真。
(2)饱和失真图5-13所示为工作点太高的情况,由图5-13可见,当工作点太高时,放大器能对输入的负半周信号实施正常的放大,而当输入信号为正半周时,因太大了,使三极管进入饱和区,iC=βib的关系将不成立,输出电流将不随输入电流而变化,输出电压也不随输入信号而变化,产生输出波形的失真。
这种失真是因工作点取的太高,输入正半周信号时,三极管进入饱和区而产生的失真,所以称为饱和失真。
电压放大器工作时应防止饱和失真和截止失真的现象,当饱和失真或截止失真出现时,应消除它,改变工作点的设置就可以消除失真。
在消除失真之前必须从输出信号来判断放大器产生了什么类型的失真,判断的方法是:对由NPN管子组成的电压放大器,当输出信号的负半周产生失真时,因共发射极电压放大器的输出和输入倒相,说明是输入信号为正半周时电路产生了失真。
输入的正半周信号与静态工作点电压相加,将使放大器的工作点进入饱和区,所以,这种情况的失真为饱和失真,消除的办法是降低静态工作点的数值。
当输出信号的正半周产生失真时,说明输入信号为负半周时电路产生了失真,输入负半周信号与静态工作点电压相减,将使放大器的工作点进入截止区,所以,这种情况的失真为截止失真,消除的办法是提高电路静态工作点的数值。
注意:上述判断的方法仅适用于由NPN型三极管组成的放大器,对于由PNP型三极管组成的放大器,因电源的极性相反,所以结论刚好与NPN型的相反。
基本放大电路静态工作点和动态工作点分析及分压式偏置电路
基本放大电路静态工作点和动态工作点分析及分压式偏置电路
基本放大电路是一种用于放大电信号的电路,通常由放大器、反馈电路和偏置电路组成。
在该电路中,静态工作点指的是放大器的DC偏置电压,动态工作点则是放大信号时的电压。
静态工作点确定了放大器的偏置情况,决定了放大器的直流增益和输出电平。
当输入信号为0时,放大器将输出静态工作点的电平。
静态工作点通常需要尽可能稳定地保持在中心位置,如果过于偏离中心,则可能会引起偏差和谐波。
动态工作点则取决于放大信号的振幅和频率。
在放大信号时,动态工作点会不断变化,但要保证不偏离放大器交流增益的线性范围。
如果动态工作点超过放大器的线性范围,输出电平将不再像输入信号一样线性地变化,而会出现失真。
分压式偏置电路是一种常用的偏置电路,在基本放大电路中常用。
该电路是由电阻分压器和电容耦合器组成的。
它的作用是提供放大器所需的基准电压（静态工作点）,以实现稳定的放大器工作。
分压式偏置电路的核心思想是通过对基准电路进行电压分压,从而产生合适的直流电平。
该电路中的电容器可滤除分压电路中传入放大器的直流成分,同时保持交流信号不受影响。
通过调整分压电路的参数,可以实现在不同的放大器电路中获得符合要求的静态工作点。
实验二放大器静态工作点和放大倍数的测量
一、实验目的
1.了解晶体管放大器静态工作点变动 对其性能的影响。 2.掌握放大器电压放大倍数Av的测量 方法。 3.了解电路参数的变化对Av的影响。
二、实验内容
1、测量静态工作点
令RC=3K，在无输入信号情况下，调节上偏 置电阻RP，使ICQ ≈ 1mA (URc=3V) ，然后用 万用表分别测量UCEQ、UCQ、UBQ和UEQ值。
记录数据表1
UCEQ(V) UCQ(V) UBQ(V) UEQ(V) 计算值 测量值 误差（%）
注意：为什么首先要调整静态 工作点？ 静态工作点的设置是要使放大电 路产生的非线性失真最小，动态范围 最大。 静态工作点是否合适，对放大器 的性能和输出波形都有很大的影响。
当静态工作点偏高， 放大器在 加入交流电路以后易产生饱和失真， 此时输出电压波形U0的负半周期将 被削底。 当静态工作点偏低， 则易产 生截止失真，此时输出电压U0的正 半周期将被缩顶（一般截止失真不 如饱和失真明显）。 这些情况都不符合不失真放大的要求。双踪示波器ຫໍສະໝຸດ 仿真图放大器 输出波形
放大器 输入波形
三、注意事项：
1、正确识别三极管的管脚 2、直流稳压电源输出端不能短路，以免损 坏电源（固定12V电压） 3、示波器双踪测量 4、检查导线及探头
四、实验设备
1．示波器 2．信号发生器 3．交流毫伏表 4．直流稳压电源 5．万用表 6．实验箱 一台 一台 一台 一台 一只 一台
(1）令RC=3K，RL=1 K，调节RP，使IC ≈ 1mA，(URc=3V)，输入信号为f=1KHZ，VI 有效值=10mV，测出放大器输入电压Ui和 输出电压Uo，求出AV。
（2）保持输入信号幅度不变，改变 电路参数使RC=3K，RL=5.1 K，测量 RL改变时的Vo值，计算AV。
放大器静态工作点和放大倍数的测量
2.3 放大器静态工作点和放大倍数的测量一、实验目的1. 了解晶体管放大器静态工作点变动对其性能的影响。
2. 掌握放大器电压放大倍数A V 的测量方法。
3. 了解R C 、β、I C 、R L 、变化对A V 的影响。
4. 实践简单电路的安装。
5. 进一步熟悉示波器、低频信号发生器（或函数发生器）的使用方法。
二、实验预习要求1. 复习《电子技术基础》相关内容。
2. 复习示波器、低频信号发生器使用说明。
3. 按图2.3.1所给数值估算其静态工作点（预习时测量所用晶体管的β）。
三、实验原理设计放大器欲达到预期的指标，往往要经过计算、测量、调试等多次反复才能完成。
因此，掌握放大器的测量技术是很重要的。
放大器的一个基本任务是将输入信号进行不失真的放大。
这就要求晶体管放大器必须设置合适的静态工作点（否则就要出现截止失真或饱和失真）。
常用的偏置电路有分压式偏置和定基流偏置，如图2.3.1和图2.3.2所示。
图2.3.1 分压式稳定偏置放大器 图2.3.2 定基流偏置放大器图中若忽略偏置电阻的分流影响，二者的源电压放大倍数是：beS LS O V r R R V V A S +′−≈=β如果不考虑电源内阻的影响，则放大倍数是：i oV V V A ==be L r R ′−β26′−≈L E R I 式中R L ′= R C ∥R L =LC LC R R R R +由上分析可知，R L 、R C 、I C 、变化时，A V 、A VS 也随之变化。
四、实验仪器设备名 称 参考型号数量用 途示波器 COS5020B 1 观察输出波形 低频信号发生器XD2 1作信号源 万用表 MF50型或DT890B 型数字表 1测量放大器静态值晶体管毫伏表 DA16B 1 测V i 和V o 稳压电源HH1713 1直流电源 五、实验内容及方法 1. 测量静态工作点按图2.3.1所给元件数值连接好电路，用万用表电阻挡来测量电路电源的进线端，看是否短路。
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电工电子课件
1.1用估算法确定静态值
估算法：利用电路中已知参数，通过数学方程式近似计算 来分析放大电路，估算放大电路的静态工作点。 1. 直流通路估算 IB +UCC RB IB RC IC 由KVL: UCC = IB RB+ UBE
+ + T UCE 怎么样呢？ UBE – –
U CC U BE IB RB (1 β ) RE
IC β IB
由KVL可得： U CE U CC I C RC I E RE
由例1、例2可知，当电路不同时，计算静态值的公 式也不同。 电工组 2007.8
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1.2用图解法确定静态值
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图解分析法:是利用三极管的输入和输出特性曲线,通过作图 分析放大器的静态工作点。 +UCC 优点： RC 能直观地分析和了解静态值 RB 的变化对放大电路的影响。 IC IB + 步骤： + TUCE 1. 用估算法确定IB UBE – – 2. 由输出特性确定IC 和UCE
UCE = UCC– ICRC I C f (U CE ) I 常数
B
直流负载线方程
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1.2用图解法确定静态值
UCE =UCC–ICRC
I C f (U CE ) I 常数 B 由IB确定的那 IC/mA 条输出特性与
直流负载线 直流负载线的 交点就是Q点
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U CC U BE 所以 I B RB UCE和IC又
当UBE<< UCC时，
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U CC IB RB
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1.1用估算法确定静态值
2.由直流电路估算IC和UCE 根据电流放大作用:
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I C I B I CEO
RB IB
RC IC
+UCC 由KVL: UCC = IC RC+ UCE
U CC RC
ICQ
Q
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UCEQ
UCC
1 tan RC UCE /V 直流负载线斜率
10
U CC U BE IB RB
1.2用图解法确定静态值
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例如:已知电路图和输出特性曲线,RB=500K , RC=4k,
UCC=20V, =50,用图解法确定静态工作Q点。 +UCC
IC/mA
RB
IB
பைடு நூலகம்
RC + + TUCE UBE – – IC
5 4 3 2 1
5 10 15
100μ A
80μ A
60μ A
40μ A
20μ A IB=0
20
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UCE /V
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1.2用图解法确定静态值
解: (1)当UCE=0时
IC U CC 20 5mA U CC RC 4K
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IB
Q
IC
Q
IB
UBE
UBE
输入特性曲线 (IB,UBE)和(IC,UCE)分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为 静态工作点。 电工组
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UCE 输出特性曲线
UCE
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1.1用估算法确定静态值
例1：用估算法计算静态工作点。 已知：UCC=12V，RC=4k，RB=300k， =37.5。
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U CC 12 解： I B mA 0.04 mA RB 300 I C I B 37.5 0.04mA 1.5 mA RB
+UCC RC IB + + TUCE UBE – – IC
U CE U CC I C RC 12 1.5 4V 6V
βI B β I B
所以：UCE UCC ICRC
UCC IB RB IC IB
UCE UCC ICRC
5
+ 3.静态工作点的确定 T + UCE UBE – – 静态工作Q点:
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1.1用估算法确定静态值
从晶体管的输入输出特性曲线看Q点 IC IB
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静态：放大电路无信号输入（ui = 0）时的工作状态。
设置Q点的目的： （1）使放大电路的放大信号不失真。 （2）使放大电路工作在较佳的工作状态；静态是 动态的基础。 电工组 2007.8
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1.放大电路的静态分析
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直流通路：当放大电路的ui=0时,所得到的通路。 对直流信号而言电容可看作开路（即将电容断开） +UCC +UCC RC RC C2 断开 断开 RB RB + IC i C1 i C + 当ui = 0 IB + B uCE + T T + + UCE + uBE – RS + U BE – RL uo – – + ui – iE es – – 共射放大电路 直流通路
20μ A IB=0
IB=40μ A
IC=2mA
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UCE=UCC-ICRC=20-2 ×4K=12V
UCEQ
10
15 20
UCC
UCE /V
注意: 1mA=1000μ A
12
总结
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放大器的静态分析是为动态分析而服务,即动态分 析中能否较好的放大输入信号与静态分析密切有关。 预习：结合这堂课的内容预习放大器的动态分析。 IC IB ib ic
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宁波兴港职业高级中学
《电子技术基础》 第二章：晶体三极管及基本放大器 第二节：三极管基本放大器
题目:放大器的静态分析
主讲:王铖
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1.放大电路的静态分析
静态分析：确定放大电路的静态值。
——静态工作点Q：IB、ICUCE 。 分析方法: 估算法、图解法。 分析对象：各极电压电流的直流分量。 所用电路：放大电路的直流通路。
注意：电路中IB 和 IC 的数量级不同
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1.1用估算法确定静态值
例2：用估算法计算图示电路的静态工作点。 +UCC 由KVL可得： RC IB IC
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RB
+ + TUCE UBE – – IE 与上图相比 多个RE
U CCu I B RB U BE I E RE I B RB U BE (1 β ) I B RE
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由UCE=UCC-ICRC确定
5 则：U U - I R 4 U 20 (3) I 40 A3 R 500 K I CQ 2 由作图可得静态工作点: 1
CE CC C C
CC B B
(2)当IC=0时,UCE=UCC RC
IC/mA
100μ A
80μ A
60μ A
Q
40μ A