第4讲 放大电路分析方法

M
iB波形
输 O 出 O 波 形 t
N
iB1 iB2 iB3 U =2U opp CEQ uo1 uo2 uo3 =2ICRC =VCC
28
b. 如果 CEQ<ICQRC 如果U
iB波形
M
输 O 出 O 波 形 t uo1 uo2
N
iB1 iB2 iB3
Uopp=2UCEQ
uo3
29
c. 如果 CEQ>ICQRC 如果U
+
−
−
由放大电路的交流通路可知
式中
37
(2) 交流负载线 由于 故
R C
R B
C 1
+V CC
iC
u i
+
+
iB
+ +
Tu E C
C 2
+
u o
−
u BE
+
−
−
R L
−
式中
38
iC
M
a
直流负载线
ICQ
Qo b
P N
交流负载线
O
式
UCEQ
uCE
的坐标系中也表示一条直线， 在uCE — iC的坐标系中也表示一条直线，该直线称 交流负载线。 为放大电路的交流负载线 为放大电路的交流负载线。
iB
1
a
已知Q 已知
iB的波形图
O
a. 输 入 波 形
iB 2O
b
O
t
工作点的移动
t
uBE波形图
23
b. 输出波形
M iB
1
已知 iB
已知Q 已知
a
iB
输出 电压
b O
2
N
O
t
O
工作点的移动 uCE波形图 iC波 形图
24
饱和 失真
t
Remark 2
饱和失真产生于晶体管的输出回路！ 饱和失真产生于晶体管的输出回路！
33
c. Qo点在负载线中点上方 UCEQ＜ICQRC d. Uopp的一般表示式 Uopp=2×min[ UCEQ， ICQRC] =2× (6) 非线性失真的特点 饱和失真 —— 输出电压波形的下半部被削平 截止失真 —— 输出电压波形的上半部被削平
34
2)．当RL≠∞时 ． 时
+V CC
R B
ic + uce –
u e = h ib +h u b ie re ce
ic = h ib +h u fe oe ce
式中
∂u h = BE ie ∂iB
∆u = BE Uce =0 ∆B i
U ∆ CE=0
∂u h = BE re ∂u E C
u ∆ BE Ib =0 = ∆u E C
∆iB=0
∂iC h = fe ∂iB
VCC=iBRB+uBE
直流负载线 iB
K P
在iB — uBE坐标系中表示是 一条直线
O
uBE 三极管输入 特性曲线
称为输入回路的直流负载线
直流负载线与晶体管输入特性曲线的交点， 直流负载线与晶体管输入特性曲线的交点，即为 放大电路的输入静态工作点Q 放大电路的输入静态工作点 i。
10
2）输出回路 ） 输出回路方程 VCC=iCRC+uCE 坐标系中也是一条直线， 在iC — uCE坐标系中也是一条直线， 称为输出回路的直流负载线。 称为输出回路的直流负载线。 直流负载线与晶体管输出特 性曲线的交点， 性曲线的交点，即为放大电 路的输入静态工作点Qo。 路的输入静态工作点
Tu E C
C 2
+
u o
−
u BE
+
−
−
R L
−
uBE波形图
O
t
16
(1) 信号的传递
a
a. iB的形成过程 iB的波形图
已知Q 已知
b
O O
t
O
工作点的移动
t
uBE波形图
17
b. 输出波形
M a iB
1
已知Q 已知
已知 iB
b O
iB
N
2
O
t
输出电压u 输出电压 o
O
工作点的移动 uCE波形图 iC波形图
i =I + ic
C C
i =I + ib
B B
u =U +uce
CE CE
32
(5) 动态范围(忽略 CEO和UCES) 动态范围 忽略I 忽略 a. Qo点在负载线的中点 UCEQ=ICQRC =VCC/2
Uopp = 2×UCEQ = 2ICQR =V C C C
b. Qo点在负载线中点下方 UCEQ＞ICQRC Uopp=2ICQRC
43
2微变等效电路法在放大电路动态分析中的应用 微变等效电路法在放大电路动态分析中的应用 1)．晶体管的 参数微变等效电路 ．晶体管的H参数微变等效电路 (1) 晶体管线性化的条件 晶体管在小信号下工作 (2) 晶体管可线性化的主要依据 a. ∆iB与 ∆ uBE 之间具有线性关系 b. β值恒定 值恒定
4
阻容耦合单管共射放大电路的直流通路和交流通路
直流通路
I BQ＝
VCC－U BEQ Rb
I CQ = β I BQ U CEQ = VCC − I CQ Rc
VCC 当VCC>>UBEQ时，I BQ ≈ Rb 已知： 已知：VCC＝12V， ， Rb＝600k ， Rc＝3k ， β ＝100。 。 Q ＝？
39
交流负载线及放大电路波形分析
40
iC
交流负载线的特点
直流负载线
ICQ
M
a Qo b
P N
交流负载线
a. 斜率为 b. 经过静态工作点 o 经过静态工作点Q c. 与横轴的交点为
O
uCE
UCEQ
41
iC
M
a
直流负载线
e. 动态范围
ICQ
Qo b
P N
交流负载线
O
(a) 比电路空载时小 (b)
14
1图解法在放大电路动态分析中的应用 图解法在放大电路动态分析中的应用
+V CC
R B
C 1
R C
u i
+
+
+
T
C 2
+ R u L o
−
−
设输入信号 ui=Uimsinω t V
15
1)．当RL=∞时 ． 时 在输入回路
R B
C 1
+V CC
R C
uBE=UBE+ui
u i
+
+
iB
iC
+ +
模拟电子技术基础
主讲：董萍 epdping@
1
第4讲 放大电路的分析方法
主要内容
放大电路的直流通路和交流通路 放大电路的静态分析
图解法 估算法
放大电路的动态分析
图解法 微变电路等效法
2
放大电路的直流通路和交流通路
通常， 通常，放大电路中直流电源的作用和交流信号的作 用共存，这使得电路的分析复杂化。为简化分析， 用共存，这使得电路的分析复杂化。为简化分析，将它们 分开作用，引入直流通路和交流通路的概念。 分开作用，引入直流通路和交流通路的概念。
C 1
R C
u i
(1) 放大电路的交流通路 交流通路画法
+
+
+
T
C 2
+ R u L o
−
−
耦合电容短路 直流电压源短路
35
+V CC
R B
C 1
R C
u i
+
+
+
T
C 2
+ R u L o
交流通路
−
−
+ u i
T
R B
R C
+ R u L o
−
−
36
ic
+
u i
−
R B
T+ u R R u L o ce C
18
t
小结 已知输入信号
O
t
输出信号波形
t
O
输出电压u 与输入电压u 输出电压 o与输入电压 i相位相反
19
(2) 如果静态工作点 太低 如果静态工作点Q太低
iB
a
iB的波形图
已知Q 已知 a. 输 入 波 形
1
iB O
2
O
t
b
O
工作点的移动
uBE波形图
t
20
b. 输出波形
M
已知 iB
已知Q 已知
M
iB波形
输 0 出 0 波 形 t uo3 uo1
N
iB1 iB2 iB3
Uopp=2ICRC
uo2
30
基本共射极放大电路的波形分析动画演示
31
结论 (1) (2) 共射极放大电路的 o与ui的相位相反。 共射极放大电路的u 的相位相反。 (3) ui的幅度过大或静态工作点不合适 ，将使工作点 进入非线性区而产生非线性失真（饱和失真、截 进入非线性区而产生非线性失真（饱和失真、 止失真）。 止失真）。 (4) 放大电路中的信号 uBE=UBE+ui
5
讨论一
画出图示电路的直流通路和交流通路。 画出图示电路的直流通路和交流通路。
短路，即为直流通路。 将uS短路，即为直流通路。