图解法分析放大电路
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第2章放大器的分析方法
(1)
ICQ
I EQ
(U B
UBEQ ) / Re
Rb2 Rb1 Rb2
UCC Re
(2) IBQ ICQ /
(3) UCEQ UCC ICQ Rc IEQ UCC ICQ (Rc Re )
2020年9月9日星期三
23
第 2 章 基本放大电路
【例2.2.2】在图所示电路中,已知 UCC=12V, Rc=2kΩ, Rb1=20kΩ, Rb2=10kΩ, RL=6kΩ, Re=2kΩ,晶体管
2020年9月9日星期三
7
第 2 章 基本放大电路
画出iC和uCE的变化曲线如图（b
iC 1.8 0.7sintm uCE 9 4.3sintV uo 4.3sint 4.3sin(t )V
2020年9月9日星期三
8
第 2 章 基本放大电路
所
以
电
压
放 大 倍
A
Uo
Ui
Uom Uim
③动态分析
第 2 章 基本放大电路 动态范围：把输出电压u 在交流负载线上的变化范围
O
线性动态范围：静态工作点选在放大区的中间，这时输出电压的波形是和 输入电压波形相似的正弦波。
2020年9月9日星期三
15
第 2 章 基本放大电路
假设静态工作 点没有选择在放大 区中间，沿负载线 偏上或偏下，这时 输出电压信号以静 态工作点Q为中心沿 负载线波动，就可 能进入饱和区或截 止区，输出电压信 号就不能保证与输 入电压信号相似， 这种情况的输出信
负号表示输入电 压与输出电压反 相,RL’<RC,可见 接上负载后放大
倍数降低了
则R'L Rc
A uLeabharlann Rc rbe2020年9月9日星期三
模拟电子技术基础第6讲《模拟电子技术基础》3233共射极放大电路及图解分析法-文档资料
IB
VCC Rb
12V 100k
120uA
IC IB 80 120uA 9.6mA
VCE VCC Rc IC 12V - 2k 9.6mA 7.2V
VCE不可能为负值，
其最小值也只能为0，即IC的最大电流为：
ICM
VCC
VCES Rc
12V 2k
6mA
此时，Q（120uA，6mA，0V）， 由于 IB ICM 所以BJT工作在饱和区。
3.3.2 动态工作情况分析
3. 交流通路及交流负载线
iC
由交流通路得纯交流负载线： VCC
Rvc'eL== -RicL ∥(RRc /c/，RL是)
Rc
交流负载电阻。
ICQ
斜率
1
Rc// RL
斜率 - 1
Q
IBQ
Rc
则交可流求负出交载流线负是载有线交：流输 入信号时Q点的运动轨迹。
VC EQ
VCC vCE
和压降）
解：（1）
IB
VCC VBE Rb
12V 300k
40uA
共射极放大电路
IC IB 80 40uA 3.2mA
VCE VCC Rc IC 12V - 2k 3.2mA 5.6V
静态工作点为Q（40uA，3.2mA，5.6V），BJT工作在放大区。
（2）当Rb=100k时，
截止区特点：iB=0， iC= ICEO。当工作点进入饱和区或截止区时，将产生 非线性失真。
放大区特点：BJT输出特性比较平坦，接近于恒流特性，在这个区域符合
iB=βiC的规律，是放大器的工作部分。
判断三极管工作状态的依据：
饱和区: 发射结正偏，集电结正偏
图解法分析放大电路的静、动态掌握放大电路的失真分析
则电压放大倍数：
Au =
ΔuCE Δ uBE
电流放大倍数：
Δ iC Ai = Δ iB
iB/μА
iB
60
IBQ
40
20
O
0
t
iC/mA 4
iC
Q
ΔiB
2
O
0
0.7 uBE/V
t
ΔuBE
UBE
uBE
0.68Q 0.72
交流负载线
iB=80μА
60
Q 40
20
直流负载线
0
4.5 6 7.5 12 uCE/V
-
Q 40
20
直流负载线
N
ΔuCE = - Δic(RC // RL)
0
0
6
12 uCE/V
∵动态时△uCE~ △iC是叠加在直流值UCEQ、ICQ基础上变化的
∴这条直线通过Q点
画法：过静态工作点Q ，作一条斜率为-1/（Rc//RL）的 直线。
交流负载线：描述放大电路的动态工作情况。
[例2.4.2 ] 在单管共射放大电路中，已知输出特性曲线如 下图
+
+
VT ΔuCE
ΔuCE Rc
-
-
N 交流通路的输出回路
——为线性关系。
RL
即交流电压uce、电流ic 是沿
着斜率为：-1/(RL//RC)的直
线轨迹变化的。
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(2)画交流负载线
Δ iC +
M ΔiC
+
iC/mA 4
交流负载线
iB=80μA 60
VT ΔuCE -
ΔuCE Rc RL 2
放大电路的图解分析法
iC
UCC RC ICQ2 I CQ ICQ1
0
Rb1 >Rb > Rb2
Q2
I BQ2
Q
I BQ
Q1
I BQ1
UCEQ2 UCEQ UCEQ1 UCC
uCE
Rc、Ucc固定，Rb变化对Q点的影响
i UCC
C
RC1
UCC
RC
UCC
RC2
I CQ
Q2
RC2 >RC > RC1
Q Q1
I BQ
UCEQ2 UCEQ UCEQ1
uCE
Rb、Ucc固定，Rc变化对Q点的影响
i UCC1
C
RC
UCC RC
UCC2 RC I CQ
0
UCC1 >UCC >UCC2
Q1 Q Q2
I BQ1 I BQ
I BQ2
UCEQ UCC2
UCC UCC1
uCE
Rb、Rc固定， Ucc变化对Q点的影响
综上所述: 在基本共发射极放大电路的直流通道中，基极电流IBQ的大小由Rb控制 ICQ大小与RC无关 RC只决定UCEQ的大小
上述分析结论，可为电路调试给出理论指导。 实际中，主要通过改变电阻Rb来改变Q点的位置，而很少通过改变Ucc来 改变Q点的位置。
2.3.3 用图解法分析放大电路的动态工作情况 1 、 交流负载线及其作图方法
ic
ib ui R b
T R'L RC // RL uo
(a)
mA iC
5
交流负载线 iB=100μA
求作交流通道的方法： 电路中的耦合电容（旁路电容）视为短路，直流电源视为短路。
依据： 在所讨论的频率范围内，xc的值比较小，故电容可作短路处理； 电子电路中的直流电源，一般都经过稳压处理，其内阻很小, 对交流信号可视为短路
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。
模电课件3.3图解分析法
称交流工作状态。
放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前 提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正 确地区分直流通道和交流通道。
2. 直流通道和交流通道
直交流流通通道道流信流电号通BR向若源而道、c/外直时言中/E能R即向看流，，，L通能和外，电没其可过通偏看有源有上将交过置，直内压的直流直电有流阻降交流的流阻等负为。流电电的R效载零设压源路b通的电，C降和。通道交1阻交近耦道、。流，流似合。C从负2电为电R如足C载c流零容从、、够电流。短CBR大阻、、过在路b，，。E直交。对 直流电源和耦合电容对交流相当于短路
缺点： 不能分析工作频率较高时的电路工作状态，也不能
用来分析放大电路的输入电阻、输出电阻等动态性能 指标。
的电位VB、VE和VC即可确定三极管的静态工作状态。
例题 放大电路如图所示。已知BJT的 ß=80，
Rb=300k ， Rc=2k， VCC= +12V，求： （1）放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？ （2）当Rb=100k时，放大电路的Q点。此时BJT工 作在哪个区域？（忽略BJT的饱和压降）
(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
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。
图 3.3.7 放大器的最大不 失真输出幅度（动画3-4）
4. 非线性失真 放大器要求输出信号与输入信号之间是线性
关系，不能产生失真。 由于三极管存在非线性，使输出信号产生了
（2）静态工作状态图解分析法
1.把电路分成非线性和线性部分
2.作出电路非线性部分的V-A特
性即三极管输出特性曲线。
3. 由电路线性V部CC分、的VVC-AC /特Rc性即
放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前 提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正 确地区分直流通道和交流通道。
2. 直流通道和交流通道
直交流流通通道道流信流电号通BR向若源而道、c/外直时言中/E能R即向看流，，，L通能和外，电没其可过通偏看有源有上将交过置，直内压的直流直电有流阻降交流的流阻等负为。流电电的R效载零设压源路b通的电，C降和。通道交1阻交近耦道、。流，流似合。C从负2电为电R如足C载c流零容从、、够电流。短CBR大阻、、过在路b，，。E直交。对 直流电源和耦合电容对交流相当于短路
缺点： 不能分析工作频率较高时的电路工作状态，也不能
用来分析放大电路的输入电阻、输出电阻等动态性能 指标。
的电位VB、VE和VC即可确定三极管的静态工作状态。
例题 放大电路如图所示。已知BJT的 ß=80，
Rb=300k ， Rc=2k， VCC= +12V，求： （1）放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？ （2）当Rb=100k时，放大电路的Q点。此时BJT工 作在哪个区域？（忽略BJT的饱和压降）
(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
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。
图 3.3.7 放大器的最大不 失真输出幅度（动画3-4）
4. 非线性失真 放大器要求输出信号与输入信号之间是线性
关系，不能产生失真。 由于三极管存在非线性，使输出信号产生了
（2）静态工作状态图解分析法
1.把电路分成非线性和线性部分
2.作出电路非线性部分的V-A特
性即三极管输出特性曲线。
3. 由电路线性V部CC分、的VVC-AC /特Rc性即
放大电路的分析方法_OK
运动轨迹。 60
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
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
第21讲三极管放大电路的静态分析
IB正半周最大40μA，负半周减小到最小20μA,这时工作点就发生了 变化，偏离了Q而移动。那么它的偏移规律是怎样的呢？
交流信号输入了，IB变化了，静态工作点偏移出去。这个偏移变化 的轨迹一定会沿着直流负载线变化。那么IB在20-40的范围内变化， 这时可以知道IC 的动态变化范围就从2-4之间的交变变化。由于在 放大的这部分是线性变化的，信号交变量 ic也是随时间作正弦规律 变化，跟输入信号的波形是一致的。我们加上一个时间坐标轴，这 样iC的变化规律也可以表示出来了。
iB也是直流和交流共存的，静态值IB 叠加了一个信号的交流量ib， ib变化 同样引起iC的变化。
uCE是静态值UCE叠加了一个信号的 交流量uce， uCE既有直流也有交流， 电流经过电容，直流被隔断，交流被 输出，就得到uo 注：uo和ui的输出相位不同！！！=UCC-iCRC
我们对基本放大电路提出了两点的要求： （1）要放大输入信号（Au高） （2）信号波形不失真
我们以上的分析，由于静态工作点选在了特性曲线的线性部分的中 部，信号输入以后都是在特性曲线的线性部分工作，因此波形基本 上是不失真的。但是如果我们的工作点选择的不合适，就可能使得 信号输入以后，在特性曲线的非线性部分工作，这样就产生了失真。 这种失真我们称之为非线性失真。
第 9 章 基本放大电路 9.3 放大电路的静态分析---图解法
已知：UCC=12V,β=100,RC=2kΩ, RB=370kΩ，求静态工作点.
这个例题就是单电源的放大作用，得到的主要数据如上图所示。这 个数据后面我们要用到。这个就是静态计算的估算法。
下面我们开始学习静态分析的第二种方法-----图解法
（3）通过电路，可以求得电压放大倍数 数值上等于输出电压的有效值与输入电压的有效值的比值，还等于 输出信号的幅值与输入信号的幅值的比值。
交流信号输入了，IB变化了，静态工作点偏移出去。这个偏移变化 的轨迹一定会沿着直流负载线变化。那么IB在20-40的范围内变化， 这时可以知道IC 的动态变化范围就从2-4之间的交变变化。由于在 放大的这部分是线性变化的，信号交变量 ic也是随时间作正弦规律 变化，跟输入信号的波形是一致的。我们加上一个时间坐标轴，这 样iC的变化规律也可以表示出来了。
iB也是直流和交流共存的，静态值IB 叠加了一个信号的交流量ib， ib变化 同样引起iC的变化。
uCE是静态值UCE叠加了一个信号的 交流量uce， uCE既有直流也有交流， 电流经过电容，直流被隔断，交流被 输出，就得到uo 注：uo和ui的输出相位不同！！！=UCC-iCRC
我们对基本放大电路提出了两点的要求： （1）要放大输入信号（Au高） （2）信号波形不失真
我们以上的分析，由于静态工作点选在了特性曲线的线性部分的中 部，信号输入以后都是在特性曲线的线性部分工作，因此波形基本 上是不失真的。但是如果我们的工作点选择的不合适，就可能使得 信号输入以后，在特性曲线的非线性部分工作，这样就产生了失真。 这种失真我们称之为非线性失真。
第 9 章 基本放大电路 9.3 放大电路的静态分析---图解法
已知：UCC=12V,β=100,RC=2kΩ, RB=370kΩ，求静态工作点.
这个例题就是单电源的放大作用，得到的主要数据如上图所示。这 个数据后面我们要用到。这个就是静态计算的估算法。
下面我们开始学习静态分析的第二种方法-----图解法
（3）通过电路，可以求得电压放大倍数 数值上等于输出电压的有效值与输入电压的有效值的比值，还等于 输出信号的幅值与输入信号的幅值的比值。
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号是交直流共存，可表示成：
ui
t uBE iB t
uBE U BE ube iB I B ib iC I C ic uCE U CE uce
虽然交流量可正负变化，但 瞬时量方向始终不变 （2）输出uo与输入ui相比，幅度 被放大了，频率不变，但相位相 反。
iC
t
t uCE t uo
1. 交流放大原理（设输出空载） iB 静态工作点 iC
ib
ic
ib
Q
ui
uBE
iCE
uce
假设在静态工作点的基础上，输 入一微小的正弦信号 ui
注意：uce与ui反相！
各点波形
+ VC C
Rc Cb 2
uCE uo
iC
R b1 Cb 1
ui iB
工作原理演示
uo比ui幅度放大且相位相反
结论：（1）放大电路中的信
一. 用图解法分析放大器的静态工作点
直流负载线
UCE=VCC–ICRC
Rb Cb1
+
Rc T
+VC C Cb2
+
VCC RC
IC
+
+
ui -
uo +
静态IC
Q
+
IB
UCE
静态UCE VCC
由估算法求出 IB，IB对应的输 出特性与直流 负载线的交点 就是工作点Q
二. 用图解法分析放大器的动态工作情况
（2）空载时，交流负载线与直流负载线重合。
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
uCE uo
（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
（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”
1 即：交流负载线的斜率为： 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。
交流负载线的作法：
VCC RC
①斜 率为-1/R'L 。 （ R'L= RL∥Rc ） ②经过Q点。 注意：
iC
交流负载线
直流负载线 Q
IB
iCE VCC
（1）交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹。
t
3.交流负载线
输出端接入负载RL：不影响Q 影响动态！
+VC C Cb2 T
+
Rb Cb1
+
Rc
+
ui +
RL
uo -
交流负载线
+
ic
+
T Rc RL
+
ui R b +
u
o
其中：
RL RL // RC
uce=-ic（RC//RL） = -ic RL
交流量ic和uce有如下关系： uce=-ic（RC//RL）= -ic RL 或ic=（-1/ RL） uce
动画演示——放大器的饱和与截止失真
考考你!
若输出电压的波形出现如 下失真 ，是截止还是饱和 失真？ 应调节哪个元件？如何调节？ 解：为截止失真。 Rb 应减小Rb。
Cb1
+
+
Rc
+VC C Cb2
+
ui +
RL
uo -
ui
t uBE iB t
uBE U BE ube iB I B ib iC I C ic uCE U CE uce
虽然交流量可正负变化，但 瞬时量方向始终不变 （2）输出uo与输入ui相比，幅度 被放大了，频率不变，但相位相 反。
iC
t
t uCE t uo
1. 交流放大原理（设输出空载） iB 静态工作点 iC
ib
ic
ib
Q
ui
uBE
iCE
uce
假设在静态工作点的基础上，输 入一微小的正弦信号 ui
注意：uce与ui反相！
各点波形
+ VC C
Rc Cb 2
uCE uo
iC
R b1 Cb 1
ui iB
工作原理演示
uo比ui幅度放大且相位相反
结论：（1）放大电路中的信
一. 用图解法分析放大器的静态工作点
直流负载线
UCE=VCC–ICRC
Rb Cb1
+
Rc T
+VC C Cb2
+
VCC RC
IC
+
+
ui -
uo +
静态IC
Q
+
IB
UCE
静态UCE VCC
由估算法求出 IB，IB对应的输 出特性与直流 负载线的交点 就是工作点Q
二. 用图解法分析放大器的动态工作情况
（2）空载时，交流负载线与直流负载线重合。
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
uCE uo
（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
（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”
1 即：交流负载线的斜率为： 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。
交流负载线的作法：
VCC RC
①斜 率为-1/R'L 。 （ R'L= RL∥Rc ） ②经过Q点。 注意：
iC
交流负载线
直流负载线 Q
IB
iCE VCC
（1）交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹。
t
3.交流负载线
输出端接入负载RL：不影响Q 影响动态！
+VC C Cb2 T
+
Rb Cb1
+
Rc
+
ui +
RL
uo -
交流负载线
+
ic
+
T Rc RL
+
ui R b +
u
o
其中：
RL RL // RC
uce=-ic（RC//RL） = -ic RL
交流量ic和uce有如下关系： uce=-ic（RC//RL）= -ic RL 或ic=（-1/ RL） uce
动画演示——放大器的饱和与截止失真
考考你!
若输出电压的波形出现如 下失真 ，是截止还是饱和 失真？ 应调节哪个元件？如何调节？ 解：为截止失真。 Rb 应减小Rb。
Cb1
+
+
Rc
+VC C Cb2
+
ui +
RL
uo -