电子线路(放大电路)-估算法
放大电路分析方法概述.ppt
放大 电路 分析
静态分析 动态分析
图解法 估算法 图解法
微变等效电路法
计算机仿真*
.精品课件.
1
一. 直流通道和交流通道
在放大电路中直流信号和交流信号是同时存在 的，为了分析研究方便，将两种信号对电路的作用 分开讨论，即分为直流通路和交流通路。
直流通路:在直流电源作用下直流电流流过的通路， 即静态电流通路。主要用于求解静态工作点。
的交点值即为ICQ、UCEQ。
上述直线方程对应的直 线即为输出负载线，也 称直流负载线。
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10
2、用图解法进行动态分析
当加入输入信号△μi≠0时， 输入回路方程为：
UBB＋△ui-IBRb =UBE
该直线与横轴交点为(VBB＋△ui,０), 与纵轴交点为 斜 (０ , VBB＋△ui/Rb ),
答： 截止状态
共射极放大电路
故障原因可能有：
• Rb支路可能开路， IB=0， IC=0， VCE= VCC - IC Rc= VCC 。 • C1可能对地短路， VBE=0， IB=0， IC=0， VCE= VCC - IC Rc= VCC 。
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作业：看懂“图解分析法” 预习“等效电路分析法”
则电压放大倍数Au应为
u u
A o CE
u u
u
i
i
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12
由图解分析可看出： 当△ui＞０时,△ib＞０, △ic＞０,而△uCE＜０; 当△ui＜０时, △ib＜０, △ic＜０,而△uCE＞０; 由此得知输出电压的变化与输入电压的变化是反相 的。
另外可从图中看出，改变Rb可使Q点产生移动，
放大电路的基本原理和分析方法
(一)、直流电路的画法 1.交直流共存的电路
Rb
C1
＋ UI _
RC C2 T
+VCC
+ U0
_
2.静态电路的画法 （1)电容在直流通路中相当于开路 （电感在直流通路中相当于短路）
在画直流通路时，电容c1左边的部分相当于断开、c2右边 的部分也相当于断开，去掉断开的部分则直流通路就画出 来了如图
载提供的最大输出功率，用Pom表示。 2.指放大电流的最大输出功率Pom与直流电源消耗的功率Pv之比，即 η＝ Pom/ Pv
六、失真系数 定义：各次谐波总量与基波分量之比，即 D=√B22+B32+····/B1 (B1,B2,B3····分别为输出信号的基波、 二次谐波、三次谐波····的幅值）
七、通频带 定义：放大倍数下降到中频放大倍数的0.707倍的两点所限定的频率
范围。
1.4放大电路的基本分析方法
定性分析放大电路的工作分为两方面的内容： 1.静态分析，即计算不加输入信号时放大电路的工作状态，估算静态 工作点。 2.动态分析，即u，输入电阻Ri，输出电阻R0
（2)整理，因为三极管的发射极接地是地，同时理想电压接 地，他们可以共地。如下图
＋
UI
Rb
_
+
T
RC
U0
_
Rb IBQ
RC
ICQ
T
+
VCEQ
-
+VCC
3.静态分析 定义：即分析只有直流电压VCC作用时电路中的电流和电压。亦即求 IBQ、ICQ、VCEQ 一般来说三极管的基极和发射极的电压为VBEQ=0.7V 则：IBQ=(VCC -VBEQ)/Rb ICQ=βIBQ VCEQ=VCC-ICQ*RC
放大电路的分析方法_OK
ICQ
iC 2
1
Q
Q’’
IB = 4 0 µA
直流负载线 20
0
0
2 t
电压放大倍数: 0
Au
ΔvO Δv
ΔvCE Δv
2
I
BE t
4. 5
VCvE6CQE
7. 5
9
0
12 vCE/V vCE/V
11
《模拟电子技术》
【例】用图解法求图示电路电压放大倍数。
RL = 3 k 。
解： 求 RL 确定交流负载线
1/RL 直线，该直线即为
O
VCEQ
交流负载线。 vCE /V
ICQRL
8
3) 动态工作情况图解分析
《模拟电子技术》
（1) 据vi的波形在输入特性曲线图上画vBE、iB的波形
iB
iB / µA
60
3条负载线
Q’
的方程？
Q
IBQ
40
iB
20
Q’’
0
2 t 0
0
0.68 0.7 0.72 vBE
VCC vBE/V
IC IB
2）求rbe
rbe
200
(1
)
26(mV ) IEQ (mA )
《模拟电子技术》
VCC
Rc
Rb
+
vs _
RL
VBB
VCC Rc IL
Rb IB
+IC
+
V_CE
VBE _
RL
VBB
34
3）画交流通路
Rb + vs _ VBB
4）放大电路的小信号模型
放大电路的分析方法PPT课件
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。
模 拟电子技术
(a) 截止失真
(b) 饱和失真
图 3.2.6 放大器截止失真和饱和失真
（动画3.2-2）
（动画3.2-3）
模 拟电子技术
②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。
教学难点 三极管放大电路的动态图解分析
模 拟电子技术
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
模 拟电子技术
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
（1）改变 RB，其他参数不变
iB
iC
R B iB
VBB
RB Q
Q
R B iB
VBB uBE
VCC uCE
模 拟电子技术
（2）
iB
改变 Q
RC ，iC 其他参数不变
VCC
RC ICQ
Q
RC
Q
趋近饱和区。
uBE
UCEQ VCC uCE （动画3.2）
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ICBO
TH DV22V321 0% 0 V1
模 拟电子技术
五、 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
Po Vo2mIo2m12Vom Iom
5.3 深度负反馈放大电路指标的估算
5.3 深度负反馈放大电路的指标估算负反馈放大电路的指标计算，常用的方法有等效法、分离法和估算法三种。
等效法是把放大电路中的非线性元器件用线性电路等效，然后根据电路理论来求解各项指标，求解过程可借助计算机实现。
分离法是把负反馈放大电路分离成基本放大电路和反馈网络两部分，然后分别求出基本放大电路的各项指标和反馈网络的反馈系数。
估算法是在深度负反馈的条件下，近似估算放大电路的各项指标。
下面介绍估算法。
5.3.1 深度负反馈的特点1.外加输入信号近似等于反馈信号结果表明，在深度负反馈条件下，反馈信号X f =0和外加输入信号X i =0近似相等。
则净输入信号X id =0电路工作在深度负反馈的情况，负反馈放大电路的一般表达式简化为11AF +>>当1A A AFF ≈= f oo i fX X X X ≈ i fX X ≈ 对串联型反馈，则对并联型反馈，则i f U U ≈ i fI I ≈2.闭环输入、输出电阻近似看成零或无穷大11AF+>>深度负反馈时对串联型反馈，则对电压反馈，则(1)if iR R AF=+=∞1iifRRAF==+A=∞(1)of oR R AF=+=∞1oofRRAF==+对电流反馈，则对并联型反馈，则5.3.2 深度负反馈电路计算举例1.电压串联负反馈放大电路11i ofR u u R R =+R f+∞+－R 1R 2u iu 0+－u f1111ff o uf i R R R u A u R R +===+i iif i u u R i ===∞i fu u =（1）集成（运放）电路根据深度负反馈电路的特点（2）分立元件电路11fE oE f U RF U R R ==+ C 1u S T 1R B11R S R E1+U CCR C2T 2R B22R LC 3R B21R E2++++++－u 0u i －－R C1u f +－fR 1)确定反馈网络2)计算反馈系数11111E f f o ouf ifE E R R R U U A U UF R R+=≈===+(1)if be R r AF =+=∞21C of R R AF==+3)放大倍数、输入电阻、输出电阻2.电流串联负反馈i i u i+∞－+R 2u fR LRu ou idf oLRu u R R =+1o L Luf i u R R R A u R R+===+i iif i u u R i ===∞i fu u =（1）集成（运放）电路根据深度负反馈电路的特点C 1u ST 1R B12R SR E1R C2T 2R B22R B21R E2+++u i －－R C1+U CCR C3T 3R B33R LC 3R B21R E3++－u 0R B11R f （2）分立元件电路1313313f f e e e e e e f e u i R R R F i i R R R ===++1)确定反馈网络2)计算反馈系数/13//3311e f e o o c Luf L Li f f e e R R R u u i R A R R u u u F R R ++-=≈==-⋅=-⋅3)放大倍数u f电路的负反馈网络如图示，由图可得/3o L c u R i =-－u o+R fi fR E1R E3+－u fi e3/3//Lc LR R R =33e c i i ≈3.电压并联负反馈1i iu R i =11f ff o uf i i i R R u A u i R R -===-1iif iu R R i ==i fi i =R f+∞+－R 1R 2u iu 0i f i ii ido f fu R i =-（1）集成（运放）电路根据深度负反馈电路的特点C 1u ST 1R B12R SR E1R C2T 2R B22R B21R E2+++u i －－R C1+U CCR C3T 3R B33R LC 3R B21R E3++－u 0R B11（2）分立元件电路1fo fi F u R ==-1)确定反馈网络2)计算反馈系数11f o o o usfs i s f s s sR u u u A u i R i R F R R ====⋅=-01iif R R AF==+3)放大倍数在深度负反馈的条件下，R fu o+－i fR fif 电路的负反馈网络如图示，由图可得o f fu R i =-由于输入电阻等于零，S s iu R i ≈4.电流并联负反馈i 1i du iR f+∞+－R 1R 2u RR LRi 0i f1i i u R i =i fi i =（1）集成（运放）电路(//)f oofff R R i Ri i R R R=-=-+111f f L o iR R R u u R R R ⎡⎤⎛⎫=-++⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦[(//)]o f L ou R R R i =+()f fo R R i i R+=-111f f oL uf i R R u R A u R R R ⎛⎫==-++ ⎪⎝⎭R C1T 1R B2R E1+u SR S++u i －－R B1+U CCR C2T 2R LR E2++－u 0R fi i（2）分立元件电路222f e e f e i R F i R R ==-+1)确定反馈网络2)计算反馈系数////2/22221f e o c Lc Le LLusfL s i s f s f s s s e R R u i R i R i R RA R u i R i R i R F R R R +---===≈=-⋅≈⋅01iif R R AF==+3)放大倍数在深度负反馈的条件下，电路的负反馈网络如图示由于输入电阻等于零，S s i u R i ≈i fR f R E2i e222e c i i ≈i fi i ≈由图可得i f。
(最新整理)第6讲放大电路的分析方法wang
RC IB IC
+UCC +
IC IB 3 7 .5 0 .0 4 m A 1 .5 m A U+B–ETU–CE
UC EUC CICRC
121.54V6V
注意：电路中IB 和 IC 的数量级不同
例2：用估算法计算图示电路的静态工作点。
+UCC 由KVL可得：
RB
RC IB IC
+
U C CIB R B U B EIE R E
适，晶体管进入截
• 截止失真
止区或饱和区工作， 将造成非线性失真。
Q'
Q设置过低，
t
截止失真是在输入回路首先产生失真！ 消除方法：增大VBB，即向上平移输入回路负载线。
• 饱和失真
若Q设置过高
晶体管进入饱 和区工作，造成 饱和失真。
饱和失真产生于晶体管的输出回路！
消除饱和失真的方法
Rc↓或VCC↑
5. 放大电路输出电阻的计算
放大电路对负载(或对后级放大电路)来说，是一个信
号源，可以将它进行戴维南等效，等效电源的内阻即为放
大电路的输出电阻。
RS
E
+ S_
Au 放大 电路
+
RL _U o
输出电阻是 动态电阻，与 负载无关。
ro
定义：
输 出 电 阻 Ro ：UIoo
E
+
o_
+
RL _U o
输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。电路
rbe
60
4. 放大电路输入电阻的计算
放大电路对信号源(或对前级放大电路)来说，是一个负载， 可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信号源的负载电阻,也 就是放大电路的输入电阻。
2.2.5 放大电路的估算法
R i R b //rbe
Au
R'L
rbe
RO=RC
(R＇L= RC//RL)
作业：
练习册：综合题4、5、6
1.会计算基本放大电路的静态工作点。 2.会估算基本放大电路的主要性能指标。
一、估算静态工作点
断开 Rb
C1
+
+
ui –
RC
iB iC + uB–E
+VCC +C2 断开
+
uCE
+
– RL uo
iE
–
+VCC
RC Rb
IBQICQ + + TUCEQ UBE–Q – IEQ
直流通路用来估算静态工作点Q ( IBQ 、 ICQ 、 UCEQ )
《电子技术基础与技能》
放大电路的估算法
班级：一年级电子技术班 执教：闫军山
学习目标：
1.会画基本放大电路的直流通路和交流通路。 2.会计算基本放大电路的静态工作点。 3.会估算基本放大电路的主要性能指标。
学习重点：
1.会计算基本放大电路的静态工作点。 2.会估算基本放大电路的主要性能指标。
学习难点：
2 ) rbe
3）输入电阻Ri 4) 输出电阻Ro
+VCC
Rb
RC +C2
C1
+
+
+
ui
RL uo –
–
本课小结
一、估算静态工作点
I BQ
VCC
U BEQ Rb
IBQ VCC Rb
ICQ βI BQ
二、估算性能指标
放大电路分析与计算
分压偏置式
静态工作点的设置问题见教材44页
静态工作点是保证三极管正常 工作的条件。
静态工作点设置不当，容易引起 失真。表现为饱和失真和截止失真。
静态工作点越大，噪声越大。
静态工作点的稳定见教材44页
• 温度T增加——放大倍数增加——IC增加
静态工作点稳定原理1见教材45页 T↑-IC ↑ -IE ↑ -IERE ↑ -UBE↓-IB ↓ -IC ↓
输入阻抗的特点
• 放大器的输入阻抗是前一级放大器或信 号源电路的负责，当负载阻抗大时，要求 前级放大器输出的信号电流就小，这样对 前级放大器的负载就轻。
• 当放大器输入阻抗比较大时，只要有比 较小的前级输入信号电流，放大器就能正 常工作。
输出电阻
输出电阻的特点
在多级放大器电路系统中，前一级放大 器是后一级放大器的信号源，放大器的输 出阻抗就是信号源电路的内阻，信号源的 内阻小，说明可以输出更大的信号电流。
放大电路的分析与计算
放大电路分析和步骤
一、判断三极管构成的组态
共发射极放大电路、共集电极放大电路、共基极放大电路
二、分析放大器电路的直流电路
直流工作电压如何加到三极管各个电极上，即通过什么电路加 到集电极、基极和发射极上；
三、分析放大器电路的交流电路
（1）交流信号的传输线路分析； （2）信号在传输过程中经受了哪些处理环节，如放大、衰减等。
静态工作点稳定原理2 T↑-IC ↑ -UCE ↓-IB ↓ -IC ↓
四、分析电路中各元器件的作用
放大电路判断原则
一、是否满足发射结正偏、集电结反偏 （1）电源极性与NPN、PNP管是否匹配 （2）是否有静态电流通路：基极－发射极
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直流通路
电容C1、 C2断路
复习：直流通路与交流通路的画法
交流通路
电容C1、 C2短路
直流电 源短路
放大电路的分析方法
☆图解法适用于分析静态工作点的位置对波 形失真用数学方程式通过近似计 算来分析放大器的性能。特点是简捷、具体。 这两种方法在分析放大电路时是互相配合 使用的。
=300+(1+35)
RL'= RCRL =
26mV 746 2.1mA
RC +RL
33 =1.5K 3+3
RL ' 1.5 103 Av - 35 70 rbe 746
估算法（小结）
IBQ
静态工作点
ICQ
Rb IBQ
VG
VCEQ =VG -ICQRC
②
放大电路的分析方法 ——估算法
②放大电路的输出电阻ro是Rc和rce并联值
ro Rc / /rce
∵
rce >>Rc
∴ o
r RC
放大电路的分析方法 ——估算法
4、估算放大倍数AV 的公式
分析过程： ∵放大器输出端外接负载 电阻RL时,等效负载电阻 RL’=RL//RC，VO=-iCRL’
输入、输出电阻 和放大倍数
ri rbe
RL ' A V rbe
ro RC
估算法（课后练习）
课本P52,3-20
5.7 V
放大电路的分析方法 ——估算法
二、估算输入、输出电阻和放大倍数 1、三极管输入电阻rbe的估算公式
26(mV ) rbe 300 (1 ) IE (mA )
由公式可知，rbe与静态电流 IE有关，静态工作点不同，rbe 取值也不同, rbe还和β有关 。
放大电路的分析方法 ——估算法
2、根据放大电路 画出交流通路 3、放大器的输入电 阻ri和输出电阻ro
分析方法： ①断开信号源，从放大电 路的输入端看进去。 ②把负载断开，从放大电 路的输出端看进去。
放大电路的分析方法 ——估算法
①放大电路的输入电阻ri是Rb和rbe并联值
ri Rb / /rbe
∵
Rb >>r be
∴
ri rbe
Rb
VG
放大电路的分析方法 ——估算法
2、推导静态工作点的计算公式
②输出回路： VG→RC→集电极、发射极→地 VG=ICQRc+VCEQ
VCEQ =VG -ICQRC
放大电路的分析方法 ——估算法
2、推导静态工作点的计算公式
IBQ
Rb
VG
ICQ
IBQ
+
ICQ IBQ
VCEQ
VCEQ =VG -ICQRC
vo ic RL ' ib RL ' ∴A V vi ib rbe ib rbe
RL ' ∴ A V rbe
运 用
放大电路的分析方法 ——估算法
如图所示，Rc = 3 k，设静态电流IE = 2.1 mA，晶体管 = 35。求输出端带负载电阻RL = 3 k 时，电压放大倍 数AV。 解： rbe 300 (1 ) 26(mV ) IE (mA )
运 用
下 一 节
放大电路的分析方法 ——估算法
如图所示，设VG=12V，Rb=200KΩ，Rc=3KΩ，若晶体 管电流放大系数β=35，试估算静态工作点。
解：
IBQ 12 V 60 A Rb 200K VG
ICQ IBQ =35 60A=2.1mA
VCEQ =VG -ICQRC =12V-2.1mA 3K
放大电路的分析方法 ——估算法
一、估算静态工作点
1、根据放大电路画出直流通路
ICQ IBQ
+
静态工作点主要有：
IBQ
VCEQ
ICQ
VCEQ
放大电路的分析方法 ——估算法
2、推导静态工作点的计算公式
①输入回路： VG→Rb→发射结→地 VG=IBQRb+VBEQ
IBQ
VG VBEQ Rb