放大电路动态分析共73页
放大电路的动态分析
C1
RC
ui
+
+
+
T
C2
RL
−Hale Waihona Puke −+ uo
思考题： 思考题：
为什么会有截止失真与饱和失真？如何消除？ 为什么会有截止失真与饱和失真？如何消除？
图解法的特点 （1）便于观察。 ）便于观察。 （2）作图烦琐，Ui很小时难以作图。 ）作图烦琐， 很小时难以作图。 （3）放大电路一些性能指标无法由图解法求得。 ）放大电路一些性能指标无法由图解法求得。
+ +
T uCE
C2
+
RL
uo
−
uBE
+
−
−
−
基本共射极放大电路的波形分析动画演示
小结： 小结： 输入信号 输出信号
t 0 0 t
放大电路的动态范围
（忽略 UCES和ICBO）
a. 如果 CEQ=ICQRC=VCC/2 如果U
M
iB波形
输 0 出 0 波 形 t
N
iB1 iB2 iB3 uo1 uo2 uo3 Uopp=2UCEQ =2ICRC =VCC
直流负载线
ICQ 0
QO
P
交流负载线
b
N
uCE
UCEQ UCEQ+ICQ R'
L
◇与横轴的交点为UCEQ+ICQ R'L 与横轴的交点为 电路的工作点沿交流负载线移动。 ◇电路的工作点沿交流负载线移动。 ◇动态范围 (a) 比电路空载时小。 (b) 比电路空载时小。
+VCC
已知对硅管U 例:已知对硅管 BEQ=0.6V, β = 50 , Vcc=10V，RB=235kΩ, ， RL=1.5kΩ, 求Ｕopp。 。 RC=3kΩ,
11.3 放大电路的动态分析
1.静态分析
+VCC RB1 B RB2 IB RC IC + UCE IE
−
RB2 UB ≈ VCC RB1 + RB2
+ U BE − I 1 RE
U B − U BE U B IE = ≈ RE RE
直流通路
U CE = VCC − I C ( RC + RE )
IC ≈ IE IB ≈ IE / β
RB RS + + ui us
− −
RC
C2 +
C1 + RL
+ uo
−
RB RS + EC + ui us
− −
RC + RL uo
−
RB RS + ui us
− −
RC
C2 +
RB + uo
−
RC + RL uo
−
+
C1 + RL
RS + EC + ui us
− −
基本放大电路 ib
RS
交流通路 ic + uo −
RB1 C1
+
RC
C2
CC
+
RS + us RB2
−
RE
1)求 “Q” + 20 × 15 RL uo U ≈ 3 .7 ( V ) BQ = + 20 + 62 CE − 3 .7 − 0 .7 I CQ = I EQ = = 2 (mA ) 1 .5
I BQ ≈ 2 / 100 = 0.02 (mA) = 20 (μA)
rbe
放大电路动态分析.ppt
rbe
rbb'
(1
β)
26(mV) IE (mA)
式中IE是发射极电流的静态值，rbb’ 取100~300欧,rbe一般为几百欧到
几千欧。
(2) 输出回路 IC
Q
O
输出特性
输出特性在线性工作区是一组近似等距的平
行直线。
I
i
三极管的电流放大系数 β C c
I
i
BU
bU
在小信号条件下， 是一常CE数,由CE来确
E
三极管的B、E之间 可用rbe等效代替。
E 三极管的C、E之间可用一
受控电流源ic=ib等效代替。
放大电路的微变等效电路
将交流通路中的三 极管用三极管微变等 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
+
RC RL uO -
E
ii B ib
ic C
一个信号源，可以将它进行戴维宁等效，等效电
源的内阻即为放大电路的输出电阻。 输出电阻是
RS
E
+ S_
Au 放大 电路
+
RL _U o
动态电阻，与 负载无关。
ro
定输义出输：电出阻电是阻表：明r放o 大UI电oo 路带负载E能o_+ 力的参数。RL电_U+路o
的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，
Q IB
是非线性的。当信号很小时，在 静态工作点Q附近的工作段可认
UBE 为是直线，输入特性在小范围内
O
UBE 可近似线性化。
三极管的 输入电阻
第4节 放大电路的动态分析
2、3 放大电路的动态分析一：图解法分析动态特性1.交流负载线的画法解：画微变等效电路.u o.i u解：交流负载线的特点：必须通过静态工作点交流负载线的斜率由R"L表示(R"L=Rc//R L) 交流负载线的画法（有两种）：（1）先作出直流负载线，找出Q点；作出一条斜率为R"L 的辅助线，然后过Q点作它的平行线即得。
（此法为点斜式）（2）先求出U C E坐标的截距（通过方程U"C C=U C E+I C R"L）连接Q点和U"C C点即为交流负载线。
（此法为两点式）例1：作出图（1）所示电路的交流负载线。
已知特性曲线如图（2）所示，Ucc=12V，Rc=3千欧，R L=3千欧，Rb=280千欧。
解：（1）作出直流负载线，求出点Q。
（2）求出点U"cc。
U"cc=Uce+IcR"L=6+1.5*2=9V （3）连接点Q和点U"cc即得交流负载线（图中黑线即为所求）二．放大电路的非线性失真作为对放大电路的要求，应使输出电压尽可能的大，但它受到三极管非线性的限制。
当信号过大或者工作点选择不合适，输出电压波形将产生失真。
由于是三极管非线性引起的失真，所以称为非线性失真。
1．由三极管特性曲线非线性引起的失真这主要表现在输入特性的起始弯曲部分，输出特性的间距不匀当输入又比较大时，就会使Ib、Uce和Ic的正负半周不对称，即产生非线性失真。
如图（1）所示2.工作点不合适引起的失真（1）工作点Q点设置偏高会产生饱和失真若工作点Q点设置偏高，虽然基极动态电流ib为不失真的正弦波，但是由于在输入信号正半周，靠近峰值的某段时间内晶体管进入了饱和区，导致集电极动态电流iC产生顶部失真，集电由于输出电压v o与R c上电压的变化相位相反，极电阻Rc上的电压波形必然随之产生同样的失真。
从而导致v由于晶体管进入饱和区工作而产生的失真现象称为饱和失o波形产生底部失真，此种真。
第2章基本放大电路动态分析
12 ＝0.06mA 60A
200
IC IB ＝50 0.06＝3mA
∵ IC ICmax ∴ Q 位于饱和区
10
Chapter 4
（2）用图解法确定静态工作点Q
图解步骤：
用估算法求出基极电流IB。 根据IB的值在输出特性曲线中找 到对应的IB曲线。
作直流负载线。
UCE=VCC – ICRC
由直流通路
输入回路
IB
VCC UBE Rb
VCC Rb
IC IB
输出回路
UCE VCC RC IC
8
Chapter 4
例15.2 已知：
=50，VCC =12V，RC=6k
求：当Rb =600k， Rb =200k 时，
三极管的静态工作点Q位于
哪个区？
解： 当Rb =600k时
IB
输出电阻
ro
U I
U S 0 RL
输出电阻Ro的大小，反映了放大电路带负载能力的 强弱。ro越小，带负载能力越强。
3
Chapter 4
15.1 共发射极放大电路
• 共射极放大电路的组成及放大原理 • 静态分析 • 动态分析 • 射极偏置电路
4
Chapter 4
1. 共射极放大电路的组成及放大原理
三极管的小信号等效电路
放大电路的微变等效电路
计算放大电路的性能指标
13
Chapter 4
三极管的小信号等效电路 输入回路
iB
UCE
iB
iC +
rbe
U B E IB
ube ib
IB
Q IB
+ uBE −
uCE 三极管的输入电阻 o
基本放大电路静动态分析PPT学习教案
O
输出特性
间)可用一受控电流源 ic= ib UCE 等效代替，即由来确定ic和
ib之间的关系。
一般在20～200之间，在手册中常用hfe表示。
晶
IB
uce ic
IB
rce愈大，恒流特性愈好
因rce阻值很高，一般忽 略不计。
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1. 晶体管的微变等效电路 晶体三极管
IB
UCC RB
2. 由直流通路估算UCE、IC
根据电流放大作用 IC IB ICEO β IB β IB
由KVL: UCC = IC RC+ UCE 所以 UCE = UCC – IC RC
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例1：用估算法计算静态工作点。
已知：UCC=12V，RC=4k，RB=300k， =37.5。
放大电路的动态分析
动态：放大电路有信号输入（ui 0）时的工作状态 动。态分析:
计算电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等 。 分析对象：
各极电压和电流的交流分量。
分析方法：
微变等效电路法，图解法。
所用电路：
放大电路的交流通路。
目的：
找出Au、 ri、 ro与电路参数的关系，为设 计
打基础。
晶体管T--放大元件
, iC= iB。要保证
+ 集电结反偏,发射结
EC 正偏,使晶体管工作
– 在放大区 。 基极电源EB与基 极电阻RB--使发 射结
处于正偏，并提供
大小适当的基极电
流。
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RS
+ es
–
信 号 源
基本放大电路的组成
基本放大电路各元件作用
集电极电源EC --电 路提供能量。并保
放大电路的动态分析
3.放大器的输出电阻ro 输出电阻ro：从放大器输出 端（不包括外接负载电阻）看 进去的交流等效电阻,
ro
图3.3.8 交流通路
即
ro Rc
说明： ro表示放大器带负载的能力。输出电阻越小，输出 信号时，自身损耗越小，有利于提高带负载的能力。
4. 估算电压放大倍数 Av (1)输出端不带负载时
知识拓展
若 cE 不慎开路，此时放大器的输入电阻、输出电 阻、电压放大倍数应为多少？
+UCC RB1 C1
RB2 I1 IB
RC
C E ×
C2
RL CE
ui
I2 RE
B
u
o
作业：
感谢各位的光临指导!
再见！
巩固练习
在图示分压式偏置放大电路中，已知 VCC=12V， RB1=20kΩ ，RB2=10kΩ ，RC=3kΩ ，RE=2kΩ ，RL=3kΩ ， β =50。试求：（1）画出交流通路图（2）估算放大器 的输入电阻和输出电阻（3）求电压放大倍数
+UCC RB1
C1
I1 IB
RC
C E
C2 RL CE
，故
o ic RL ib RL Av i ib rbe ib rbe
,即
Av
RL rbe
RL
典例分析
单级放大器中， Rc 3kΩ ，设静态电流 I E 2 1mA 晶体管 35 。求输出端带负载电阻 RL 3kΩ 时，电压放大 。 倍数 Av
1.晶体管输入电阻rbe的估算 估算公式为： rbe rbb (1 ) 26mV
I E mA
单位：Ω
从式可见，rbe与静态电流IEQ有关，静态工作点不同， rbe取值也不同。 rbb是晶体三极管基区电阻，低频小功率管约为300Ω ，计 算时，按给出值代入，不给出时取300Ω代替。
放大电路动态分析(课堂PPT)
Ri Ri Rs
Av
3
(3)输出电阻Ro 放大电路负载开路时从输出端看进去的等效电阻。
输出电阻Ro的大小，反映了放大电路带负载的能 力。Ro越小，则放大电路带负载能力越强，电路 输出越接近恒压源输出。
VO VOO IO RO
Vo
Voo
Ro =0 Ro小
开路输出电压Voo
Ro大
Io
放大电路负载特性
动态输出电阻rce并联组成。
10
iC
iC'
iC''
iB
vCE rce
动态输出电阻rce一般很大，通常可以忽略。
11
在应用三极管低频小信号模型时应注意：
①只适用于低频小信号下。
②讨论的是变化量或交流分量，不允许出现直流量或瞬时
量符号。
③微变参数，与Q点有关，不是固定常数。
④电流源“βΔiB” 方向和大小由ΔiB决定。
r Δ vCE 0
be
13
②h12是输入端交流开路时的电压反馈系数
h12
vBE vCE
iB 0
h12输出电压的变化对输入端电 压的变化的影响，可忽略不计。
③h21是输出端交流短路时的电流放大系数
h21
iC iB
vCE 0
④h22是输入端交流开路时的输出电导
h22
iC vCE
iB 0
1 rce
截止失真：由于进入截止区而产生的失真。 饱和失真：由于进入饱和区而产生的失真。
7
➢ 符号表示
• 大写大下标：直流量，如IB、 IBQ、VCEQ。
• 小写小下标：交流量，如ib、 vce、vi、vo。
• 小写大下标：瞬时量，如iB、 vCE。
放大电路的动态分析
放大电路的动态分析复习上节课内容本章要求：放大的概念:15.1共发射极放大电路的组成2.输入电阻共射放大电路的电压放大作用结论：结论：结论：实现放大的条件2.直流通路和交流通路交流放大电路的分析方法15.2放大电路的静态分析15.2.1用估算法确定静态值12.2.2用图解法确定静态值15.2.2用图解法确定静态值15.3放大电路的动态分析15.3.1微变等效电路法15.3.1微变等效电路法作业习题15.2.315.3.2静态：放大电路无信号输入（ui=0）时的工作状态。
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。
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。
——静态工作点Q：IB、IC、UCE。
静态分析：确定放大电路的静态值。
1.直流通路估算IB根据电流放大作用2.由直流通路估算UCE、IC当UBE<=IBRB+UBE由KVL:UCC=ICRC+UCE所以UCE=UCC–ICRC例1：用估算法计算静态工作点。
已知：UCC=12V，RC=4k?，RB=300k?，?=37.5。
解：注意：电路中IB和IC的数量级不同+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB例2：用估算法计算图示电路的静态工作点。
由例1、例2可知，当电路不同时，计算静态值的公式也不同。
由KVL可得：由KVL可得：IE+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB用作图的方法确定静态值步骤：1.用估算法确定IB 优点：能直观地分析和了解静态值的变化对放大电路的影响。
2.由输出特性确定IC和UCCUCE=UCC–ICRC+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB直流负载线方程?直流负载线斜率ICQUCEQUCCUCE=UCC–ICRCUCE/VIC/mA直流负载线Q由IB确定的那条输出特性与直流负载线的交点就是Q点OQUCC（1）作直流负载线[解]IC=0时UCE=UCC可在图上作直流负载线。
课件：多级放大电路的动态分析
3.2 多级放大电路的动态分析输出电阻放大倍数输入电阻总电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积A unA u2A u A u1=……一、电压放大倍数+-i Us +-S U 2A 1O U+-2i U+-in UnA +-O UR L多极放大电路方框图1A多级放大电路的输入电阻就是输入级的输入电阻多级放大电路的输出电阻就是输出级的输出电阻1i i R R =ono R R =二、输入电阻和输出电阻+-i Us +-S U 2A 1O U+-2i U+-in UnA +-O UR L多极放大电路方框图1A输入、输出级参数主要考虑输入电阻和输出电阻计算时应注意：❖当共集放大电路作为输入级（第一级）时，它的输入电阻与第二级的输入电阻有关❖当共集放大电路作为输出级（最后一级）时它的输出电阻与倒数第二级的输出电阻有关[例] 已知图示两级放大电路，估算电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻u oR c2T 2+V CC R b1T 1+u i-+-V DZR c1三、例题u oR c2T 2+V CC R b1T 1+u i-+-V DZR c1i c1i b1+-u i +-u oi c2i b2R c2R c1R b1r z解：r be1β1i bc b er be2β2i b cbe+-u i +-u or be1β1i beR c2R c1R b1r be2β2i b e r z+-u o1u i2R i2R i2= r be2+（1+β2）r z 应将第二级的输入电阻看作第一级的负载电阻A u1=u o1u iu o1=-β1i b1（R c1// R i2）u i = i b1 r be1=-β1（R c1// R i2）r beu o =-β 2 i b2 R c2u i2= i b2[r be2+（1+β2）r z ]A u2=u ou i2=-β2 R c2r be2+（1+β2）r zA u2= A u1· A u2R i = R b1//r be1R o = R c2+-u i +-u or be1β1i beR c2R c1R b1r be2β2i b e r z+-u o1u i2[例] 已知V CC =V EE =18V ，静态时u o = 0，估算静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻~R c2T 2+V CC R sR c1T 1+u i-+u o-R e2-V EE+u s -R e15.6k Ω200 Ω 4.7k Ω1.2k Ωβ1=50β2=30I c2=V EE R c2=184.7= 3.8mA I B2=i c2β2= 0.13mA I E2= I c2+ I B2=3.93mAI 1R c1= I E2 R e2+ U BE2I 1=I E2 R e2+ U BE2R c1= 0.98mA I c1= I B2 + I 1 = 1.11mA I B1=i c1β1= 0.022mA I E1= I B1 + I c1 = 1.13mAU E2= V cc –I E2 R e2 = 13.2VU C1= U E2 –|U BE2| = 12.5V~R c2T 2+V CC R sR c1T 1+u i-+u o-R e2-V EE+u s -R e15.6k Ω200 Ω 4.7k Ω1.2k Ωi B2I 1i c1i c2i E2电路等效模型i c2i b2R c2+-u i+-u oi oi iR c1~R su s ~R c2T 2+V CCR sR c1T 1+u i-+u o-R e2-V EE +u s -R e1i c1i b1R e2R e1r be1β1i b1cebr be2β2i b2ceb+-i c2 i b2R c2+-u i u oi oi i R c1~R s u s i c1 i b1R e2r be1β1i b1ce b r be2β2i b2c e b R e1R i2R i2= r be2+（1+β2）R e2u o1=-β1i b1（R c1// R i2）u i = i b1 [r be1+（1+β1）R e1]A u1=u o1u i=-β1（R c1// R i2）r be1 +（1+β1）R e1。