基本放大電路的靜態(tài)分析

1、 3.1 放大電路的基本概念 3.2 基本放大電路的靜態(tài)分析 3.3 基本放大電路的圖解分析 3.2 基本放大電路的靜態(tài)分析 放大電路的靜態(tài)是指輸入信號為零時的狀態(tài)，電路中只包放大電路的靜態(tài)是指輸入信號為零時的狀態(tài)，電路中只包 含直流量，因此可以用放大電路的直流通路來分析。具體的含直流量，因此可以用放大電路的直流通路來分析。具體的 分析方法有計算法和圖解法的方法。分析方法有計算法和圖解法的方法。 由于三極管的特性曲線是非線性的，不能用數(shù)學表達式由于三極管的特性曲線是非線性的，不能用數(shù)學表達式 來描述，只能用特性曲線來表示。在分析放大電路時可采用來描述，只能用特性曲線來表示。在分析放大電路時可采

2、用 圖解的方法。圖解的方法。 在放大電路的輸入回路，三極管的一方，可以用三極管在放大電路的輸入回路，三極管的一方，可以用三極管 的輸入特性曲線表示；外電路的一方，可以用基極回路直流的輸入特性曲線表示；外電路的一方，可以用基極回路直流 通路方程式來描述。通路方程式來描述。 在放大電路的輸出回路，可以用三極管的輸出特性曲線在放大電路的輸出回路，可以用三極管的輸出特性曲線 和輸出側(cè)直流通路的方程式來描述。和輸出側(cè)直流通路的方程式來描述。 3.2.1 3.2.1 靜態(tài)和動態(tài)靜態(tài)和動態(tài) 靜態(tài)靜態(tài) 時，放大電路的工作狀態(tài)，也稱時，放大電路的工作狀態(tài)，也稱直流工作狀態(tài)直流工作狀態(tài)。0 i u 放大電路建立正

3、確的靜態(tài)，是保證動態(tài)工作的前提。分析放大電放大電路建立正確的靜態(tài)，是保證動態(tài)工作的前提。分析放大電 路必須要正確地區(qū)分靜態(tài)和動態(tài)，正確地區(qū)分直流通道和交流通道路必須要正確地區(qū)分靜態(tài)和動態(tài)，正確地區(qū)分直流通道和交流通道。 動態(tài)動態(tài) 時，放大電路的工作狀態(tài)，也稱時，放大電路的工作狀態(tài)，也稱交流工作狀態(tài)交流工作狀態(tài)。0 i u 直流通道 交流通道 直流電源和耦合電容對交流相當于短路 即能通過直流的通道。從C、B、E向外 看，有直流負載電阻， Rc 、 Re 、 Rb1、 Rb1 。 能通過交流的電路通道。如從C、 B、E向外看，有等效的交流負載電阻， Rc/RL和偏置電阻Rb1、 Rb2 。 若直流

4、電源內(nèi)阻為零，交流電流流過直 流電源時，沒有壓降。設C1、 C2 足夠大，對 信號而言，其上的交流壓降近似為零。在交 流通道中，可將直流電源和耦合電容短路。 3.2.2 3.2.2 直流通路和交流通路直流通路和交流通路 e R c R b2 R b1 R CC V VT + + + + L R e R c R b2 R b1 R + + CC V 2 C 1 C e C i U o U VT L R c R b2 R b1 R CC V i U o U VT 3.2.3 3.2.3 靜態(tài)工作狀態(tài)的分析法靜態(tài)工作狀態(tài)的分析法 對基極偏置回路用戴文寧定理進行變換，使基極偏置電路只具 有一個網(wǎng)眼，以

5、方便求解基極電流。 靜態(tài)分析是在輸入信號等于零的情況下進行的，因此和放大電 路的直流通路打交道。 e R c R b2 R b1 R CC V VT e R c R b R CC V VT CC V B I BE U eEE RIU CE U C I e R c R b2 R b1 R CC V VT 以共射分壓偏置基本放大電路為例加以說明以共射分壓偏置基本放大電路為例加以說明,根據(jù)直流通道可根據(jù)直流通道可 對放大電路的靜態(tài)進行計算。對放大電路的靜態(tài)進行計算。 用戴文寧定理 進行變換 具體變換過程如下 1.靜態(tài)工作狀態(tài)的計算方法如下靜態(tài)工作狀態(tài)的計算方法如下: b2b1 b2b1 b b2b1

6、 b2CC CC , RR RR R RR RV V IB表達式中表達式中UBE是變量，對硅管是變量，對硅管UBE 0.60.8V，對鍺管對鍺管UBE 0.20.3V， 而而VCC一般在幾伏，可滿足一般在幾伏，可滿足VCC UBE的條件。所以可以的條件。所以可以將將UBE 用固定值替用固定值替 代，這既簡化了計算，又不會造成太大的誤差代，這既簡化了計算，又不會造成太大的誤差。 cCCCCE BC eb BECC B )1 ( RIVU II RR UV I eBBEbBCC eEBEbBCC )1 ( RIURIV RIURIV IB、IC和和UCE這些量代表的工作狀態(tài)稱為這些量代表的工作狀態(tài)

7、稱為靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點，用用Q表示。往往表示。往往 將將IB、IC和和UCE改寫為改寫為IBQ、ICQ和和UCEQ。 2.靜態(tài)工作狀態(tài)的圖解分析法靜態(tài)工作狀態(tài)的圖解分析法 圖 3-2-3 放大電路靜態(tài)工作狀態(tài)的圖解分析 上述靜態(tài)工作點的計算，是將UBE視為常數(shù)，如果 不視為常數(shù)，則需要用圖解法來求解靜態(tài)工作點。由 于三極管的非線性，所以可以使用輸入特性曲線來表 示，與基極回路的直流通方程式進行圖解，見圖3-2-3。 eb BECC B )1 ( RR UV I 圖 3-2-4 放大電路靜態(tài)工作狀態(tài)的圖解分析 由于三極管的非線性，所以可以使用圖解的方 法對放大電路進行分析。放大電路的靜態(tài)工作狀

8、態(tài) 的圖解分析如圖3-2-4所示。 兩個特殊點 兩個特殊點 3. 在輸出回路由直流負載列出方程在輸出回路由直流負載列出方程 UCE=VCC IC (Rc +Re) 4. 在輸出特性曲線上確定在輸出特性曲線上確定兩個特殊點兩個特殊點，即可畫出，即可畫出 直流負載線。直流負載線。 直流負載線的確定方法：直流負載線的確定方法： VCC 、 、 VCC / (Rc + Re) 1. 在輸入回路列方程式在輸入回路列方程式VCC UBE= IBRb + (1+ ) Re 2. 在輸入特性曲線上，作出輸入負載線，兩線的交點在輸入特性曲線上，作出輸入負載線，兩線的交點 即是即是Q，由此可確定由此可確定IBQ

9、。 IBQ也可通過計算得到。也可通過計算得到。 5. 得到得到Q點的參數(shù)點的參數(shù)IBQ、ICQ和和UCEQ。 3.2.4 3.2.4 電阻歸算的概念電阻歸算的概念 IB表達式中表達式中分母中的(1+)Re的物理概念可以這樣理解。 所以將Re乘以(1+)，是因為對于上圖，寫列基極電流方程時 ，在基極電流流過的電路網(wǎng)眼中電流不等，在基極是IB，在發(fā) 射極是IE，為了保證基極電流流過Re，產(chǎn)生的電壓降與IE流過 時一樣，所以要將Re乘以(1+)。 eb BECC B )1 ( RR UV I 這是放大電路中經(jīng)常使用的電阻歸算的概念，將發(fā)射極 回路的電阻歸算到基極回路，要乘以(1+)；將電阻從基極回

10、路歸算到發(fā)射極回路要除以(1+)。 以上在推導基極電流表達式時 eBBEbBCC eEBEbBCC )1 ( RIURIV RIURIV 圖示共射組態(tài)分壓偏置基本放大電 路，它有穩(wěn)定工作點的特點，這是因為 三極管是一種對溫度非常敏感的半導體 元件。溫度升高，集電極電流增大；溫 度降低，集電極電流減小。這將造成靜 態(tài)工作點的移動，有可能使輸出信號產(chǎn) 生失真。在實際電路中，要求流過Rb1和 Rb2串聯(lián)支路的電流遠大于基極電流IB。 3.2.5 分壓偏置的優(yōu)點 + + + + L R e R c R b2 R b1 R + + CC V 2 C 1 C e C i U o U VT UBUBUBUB 這樣溫度變化引起的IB的變化，對基極電位就沒有多大的影響了， 就可以用Rb1和Rb2的分壓來確定基極電位。 Re的串入有穩(wěn)定工作點的作用。如果集電極電流 隨溫度升高而增大，則發(fā)射極對地電位升高，因基極 電位基本不變，故UBE減小。從輸入特性曲線可知， UBE的減小基極電流將隨之下降，根據(jù)三極管的電流 控制原理，集電極電流將下降，反之亦然。這