放大电路分析Q点计算共15页文档
合集下载
放大电路分析与计算
输出阻抗小，带负载能力强。
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
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
电工15基本放大电路
uce
ube rbe
-
-
ib
uce
-
E
晶体管的B、E之间 可用rbe等效代替。
E 晶体管的C、E之间可用一
受控电流源ic=ib等效代替。
2. 放大电路的微变等效电路
将交流通路中的晶 体管用晶体管微变等 效电路代替即可得放 大电路的微变等效电 路。
ii B ib
+
R+S eS-
ui -
RB
ic C
小适当的基极电流。
15.1 基本放大电路的组成
15.1.2 基本放大电路各元件作用
集电极电源EC --为
RC +C2
RS +
es –
C1 +
+
ui + ––
iB iC + + TuCE
RBuB–E – RL
EB
iE
+ uo –
电路提供能量。并保
证集电结反偏。
+
EC –
集电极电阻RC--将 变化的电流转变为
线性化的条件： 晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，
在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近 似代替。
微变等效电路法： 利用放大电路的微变等效电路分析计算放大电路
电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。
15.3.1 微变等效电路法
1. 晶体管的微变等效电路
晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。
由IB确定的那 条输出特性与
直流负载线的
RC
交点就是Q点
ICQ
O
Q
UCEQ
UCC
IB
UCCUBE RB
电路q值的计算
电路q值的计算全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：电路的Q值是指品质因数(Quality Factor)。
品质因数是电路的一个重要参数，衡量了电路在特定频率下的能量储存和损耗比例。
在电路领域，Q值通常用来描述电路的频率选择性，也就是电路在特定频率下的性能表现。
Q值越高，表示电路在特定频率下的能量储存越高，损耗越小，频率选择性越好。
Q值的计算方法有很多种，不同类型的电路具有不同的计算方式。
下面将会介绍几种常见电路的Q值计算方法。
1. 电感电路的Q值计算对于串联电感电路，其Q值可以通过下式计算得出：Q = ωL/RQ为品质因数，ω为电路的角频率，L为电感的电感值，R为电路的电阻值。
4. 电路中的Q值应用Q值在电路设计和分析中有着重要的作用，可以帮助工程师评估电路的性能，优化电路设计，提高电路的工作效率和稳定性。
高Q值的电路通常具有较好的频率选择性，能够减少损耗，提高信号传输质量。
第二篇示例：电路的Q值是一个非常重要的参数，它主要用来描述电路的品质因数，即电路在特定频率下的能量损耗情况。
Q值越高，代表电路的能量损耗越小，品质因数越好。
在电子工程领域中，Q值的计算是非常重要的工作，它能够帮助工程师们设计出更加优秀的电路系统。
Q值的计算通常涉及到电路的电阻、电容和电感等元件的参数，其中最常见的是针对谐振电路的计算。
谐振电路是一种能够在特定频率下产生共振的电路，它是许多电子设备中的重要组成部分。
在谐振电路中，Q值可以通过以下公式来计算：Q = ωL/RQ代表电路的品质因数，ω是电路的角频率，L是电路的电感，R 是电路的电阻。
通过这个公式，可以很容易地计算出谐振电路的Q值，从而评估电路的品质因数。
在实际的工程应用中，工程师们通常会根据设计要求和实际情况来选择合适的元件参数，从而优化电路系统的性能。
除了在谐振电路中，Q值的计算在其他类型的电路中也具有重要意义。
在滤波电路中，Q值可以帮助工程师们评估电路的频率选择性能；在放大电路中，Q值可以帮助工程师们评估电路的稳定性和功耗情况。
图解法分析放大电路
RC
①斜 率为-1/R'L 。 （ R'L= RL∥Rc ）
直流负载线 Q IB
②经过Q点。
注意：
VCC
（1）交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹。
iCE
（2）空载时，交流负载线与直流负载线重合。
第8页/共15页
4．非线性失真与Q的关系 （1）合适的静态工作点 iC ib
可输出 的最大 不失真 信号
uo比ui幅度放大且相位相反
第3页/共15页
结论：（1）放大电路中的信号是交
直流共存，可表示成：
ui
t
uBE UBE ube
uBE
iB IB ib
iB
t
iC IC ic
t
uCE UCE uce
iC
虽然交流量可正负变化，但瞬时量方
t
向始终不变
uCE
（2）输出uo与输入ui相比，幅度被放大了，
uCE uo
第9页/共15页
（2）Q点过低→信号进入截止区
iC
信号波形
uCE
uo
称为截止失真
第10页/共15页
（3）Q点过高→信号进入饱和区
iC
信号波形
称为饱和失真
uCE
uo
截止失真和饱和失真 统称“非线性失真”
动画演示——放大器的饱和与截止失真 第11页/共15页
第12页/共15页
考考你!
第6页/共15页
交流量ic和uce有如下关系： uce=-ic（RC//RL）= -ic RL 或ic=（-1/ RL） uce
即：交流负载线的斜率为： 1
RL
交流负载线的作法： ①斜 率为-1/R'L 。（ R'L= RL∥Rc ） ②经过Q点。
电路基础与集成电子技术-5.3 放大电路静态工作点的计算求解法.ppt
Uo 直 交流 流通 通路 路 UR biR2 b2
V CC
V CC
R cRc
VTVT R Re e
RL Uo
第5章 基本放大电路
2010.02
例5.b：试画出图中电路的直流通路和交流通路。
Rb1
C1 +
Ui
V CC
Rc
+ C2
VT
Rb1Rb1Rb1
C1 +
Rc RcRc V CC
+ C2
VTVTVT
VDD
R g1
Rd
VT + C2
C1 +
U i Rg2
R
RL
+
Uo
CS
VDD
R g1
Rd
VT + C2
C1 +
U i Rg2
R
RL
+
Uo
CS
(a) 采用增强型管
(b) 采用耗尽型管
图 场效应管放大电路的分压偏置
第5章 基本放大电路
2010.02
自给偏压共源组态场效应管放大电路如图所示，电路 中应只能用耗尽型MOSFET。
容量足够大。试计算静态工作点，并讨论晶体管的工作状态。
R b1
C1 +
.
Ui
V CC
Rc
+ C2
VT
RL
R e1
.
Uo
R e2 +
Ce
图5.3.6 例5.4电路图
解：
因只有一个上偏置电阻，无须 用戴文宁定理进行变换，可写出
I BQ
V 'CC UBE
R 'b (1 )Re
V CC
V CC
R cRc
VTVT R Re e
RL Uo
第5章 基本放大电路
2010.02
例5.b：试画出图中电路的直流通路和交流通路。
Rb1
C1 +
Ui
V CC
Rc
+ C2
VT
Rb1Rb1Rb1
C1 +
Rc RcRc V CC
+ C2
VTVTVT
VDD
R g1
Rd
VT + C2
C1 +
U i Rg2
R
RL
+
Uo
CS
VDD
R g1
Rd
VT + C2
C1 +
U i Rg2
R
RL
+
Uo
CS
(a) 采用增强型管
(b) 采用耗尽型管
图 场效应管放大电路的分压偏置
第5章 基本放大电路
2010.02
自给偏压共源组态场效应管放大电路如图所示，电路 中应只能用耗尽型MOSFET。
容量足够大。试计算静态工作点，并讨论晶体管的工作状态。
R b1
C1 +
.
Ui
V CC
Rc
+ C2
VT
RL
R e1
.
Uo
R e2 +
Ce
图5.3.6 例5.4电路图
解：
因只有一个上偏置电阻，无须 用戴文宁定理进行变换，可写出
I BQ
V 'CC UBE
R 'b (1 )Re
14共集放大电路的Q点的分析
VT
+
构成放大电路必须保证三极 管处于放大状态，即发射结正偏 ，集电结反偏；保证输入信号可 以加到三极管的输入回路，同时 经三极管放大的信号，可以输送 到负载上去。
基本放大电路的组成包括： 1。三极管 2。偏置电阻 3。负载电阻 4。耦合电容 5。直流电源
i
R b2
ReΒιβλιοθήκη RL Uo Ce
V CC
Ui Re RL Uo
图02.02.21 共集组态放大电路
静态工作点的计算原则与共射组态放大电路一样，先 画出直流通路。
V CC
V CC
R b1
C1
+
R b1
VT C e
+
U
RL Uo
VT
Re
i
Re
基极电流：
IB
VCC U BE Rb (1 ) Re
R b1
C1
+
Rc
+
C2
U
VT
+
i
R b2
Re
RL
Uo
Ce
直流电源VCC：向基本放大电路提供工作电流，以及在三极管的控 制之下向负载输送转换成的信号能量。
3.1.2.3 直流通道和交流通道
即能通过直流的通道。从C、B、E向外 看，有直流负载电阻， Rc 、 Re 、 Rb1、 Rb1 。 若直流电源内阻为零，交流电流流过直 直流通道 流电源时，没有压降。设C1、 C2 足够大，对 能通过交流的电路通道。如从C、 信号而言，其上的交流压降近似为零。在交 B、E向外看，有等效的交流负载电阻， 流通道中，可将直流电源和耦合电容短路。 交流通道 Rc//RL和偏置电阻Rb1、 Rb2 。
放大电路分析Q点的计算
若q点偏高当ib按正弦规律变化时q进入饱和区造成ic和uce的波形与i或u的波形不一致与ib或ui的波形不一致输出电压u0即uce的负半周出现平顶畸变称为饱和失真若q点偏低则q进入截止区输出电压uo的正半周出现平顶畸变称为截止失真真和截止失真统称为非线性失真非线性失真
放大电路基础（Q点的分析）
四川工程职业技术学院 电子信息教研室
2019/1/11
------ 可得 直流负载线 截距
11
电子技术基础 放大电路分析一
三、 Q点与非线性失真的关系
Q点的位置 直接影响 负载线上的波形。 静态工作点Q设置得不合适，会对放大电 路的性能造成影响。若Q点偏高，当ib按正弦规 律变化时，Q'进入饱和区，造成ic和uce的波形 与ib（或ui）的波形不一致，输出电压u0（即 uce）的负半周出现平顶畸变，称为饱和失真； 若Q点偏低，则Q"进入截止区，输出电压uo的 正半周出现平顶畸变，称为截止失真。饱和失 真和截止失真统称为非线性失真。
2019/1/11 电子技术基础 放大电路分析一
10
由UCE=UCC－ICRC所决定的直流负载线 两者的交点Q就是静态工作点
UCC RC ICQ
IC/mA
直流负载线
Q
Q点合 适吗？
Q点这里和这 里还合适吗
0
UCEQ
UCC U /V CE
令 IC = 0， VCE = VCC 令 VCE = 0， IC = VCC / RC
1 放大器的两种状态（直流通路与交流通路） 2 静态分析（求Q点） 3 Q点与非线性失真的关系 4 电路参数的变化对Q点的影响
2019/1/11
电子技术基础 放大电路分析一
3
一、放大电路的两种状态: 放大器存在 两种状态:
放大电路基础（Q点的分析）
四川工程职业技术学院 电子信息教研室
2019/1/11
------ 可得 直流负载线 截距
11
电子技术基础 放大电路分析一
三、 Q点与非线性失真的关系
Q点的位置 直接影响 负载线上的波形。 静态工作点Q设置得不合适，会对放大电 路的性能造成影响。若Q点偏高，当ib按正弦规 律变化时，Q'进入饱和区，造成ic和uce的波形 与ib（或ui）的波形不一致，输出电压u0（即 uce）的负半周出现平顶畸变，称为饱和失真； 若Q点偏低，则Q"进入截止区，输出电压uo的 正半周出现平顶畸变，称为截止失真。饱和失 真和截止失真统称为非线性失真。
2019/1/11 电子技术基础 放大电路分析一
10
由UCE=UCC－ICRC所决定的直流负载线 两者的交点Q就是静态工作点
UCC RC ICQ
IC/mA
直流负载线
Q
Q点合 适吗？
Q点这里和这 里还合适吗
0
UCEQ
UCC U /V CE
令 IC = 0， VCE = VCC 令 VCE = 0， IC = VCC / RC
1 放大器的两种状态（直流通路与交流通路） 2 静态分析（求Q点） 3 Q点与非线性失真的关系 4 电路参数的变化对Q点的影响
2019/1/11
电子技术基础 放大电路分析一
3
一、放大电路的两种状态: 放大器存在 两种状态:
放大电路分析方法
i 1 u I 1 U
ce
R＇ ce
CQ
R＇ CEQ
L
L
这么在输出回路特征曲线中经过Q点和所作旳一 条斜率为－1/ (RC// RL)旳直线就为交流负载线。
18
交流负载线旳作法
过Q点作一条直线，与横 坐标交点为
（UCEQ+ICQRL’，0），
该直线即为交流负载线， 斜率为： 1
R L
iC
V CC R C
直流 负载线
UCE
VCC
16
b)、交流负载线
交流通路下负载旳VAR关系曲线。
ic
uce
uo
ui
RB
RC RL
ic 1
uce
RL
交流通路
其中： RL RL // RC
17
该直线具有两个特征：
①当μi=0时，BJT旳ic应为ICQ , uce应为UCEQ ，即该
直线肯定经过Q点；
②动态条件下ic对uce旳斜率为-1/RL’，满足关系式
显然方程(1)为一直线方程， 称为输入负载线；方程(2)为 指数曲线。
9
应用一样措施在输出回路能够写出回路方程为：
VCC- IC RC = UCE 在放大回路中可测量出iC/uCE座标系中在不同IB下旳 关系曲线, 上述直线方程与输出关系曲线在IB = IBQ时
旳交点值即为ICQ、UCEQ。
上述直线方程相应旳直 线即为输出负载线，也 称直流负载线。
混合参数。。 等效模型图如下：
以上所得电路就是把 BJT线性化后旳线性模 型。在分析计算时， 能够利用这个模型来 替代BJT，从而,能够 把BJT看成线性电路来 处理，使非线性复杂 电路旳计算得以处理。