23 放大電路的分析方法ppt課件

1、2.3 放大電路的分析方法一、放大電路的直流通路和交流通路二、圖解法三、等效電路法一、放大電路的直流通路和交流通路一、放大電路的直流通路和交流通路1.1.直流通路：直流通路： ui=0 ui=0，保管內(nèi)阻，保管內(nèi)阻RsRs； 電容開路；電容開路； 電感相當(dāng)于短路線圈電阻近電感相當(dāng)于短路線圈電阻近 似為似為0 0。2. 2. 交流通路：交流通路： 大容量電容相當(dāng)于短路；大容量電容相當(dāng)于短路； 直流電源相當(dāng)于短路內(nèi)阻為直流電源相當(dāng)于短路內(nèi)阻為0 0。 耦合變壓器要保管耦合變壓器要保管放大電路中直流電源、交流信號(hào)作用共存。為簡(jiǎn)化分析，將放大電路中直流電源、交流信號(hào)作用共存。為簡(jiǎn)化分析，將它們分開作用

2、，引入直流通路和交流通路的概念。它們分開作用，引入直流通路和交流通路的概念。cCQCCCEQBQCQbBEQBBBQ RIVUIIRUVI根本共射放大電路的直流通路和交流通路根本共射放大電路的直流通路和交流通路 列晶體管輸入、輸出回路方程，將列晶體管輸入、輸出回路方程，將UBEQ作為知條件，作為知條件，令令I(lǐng)CQIBQ，可估算出靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)。，可估算出靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)。cCQCCCEQBQCQbBEQCCBQ RIVUIIRUVI當(dāng)當(dāng)VCCUBEQ時(shí)，時(shí)，bCCBQRVI知：知：VCC12V， Rb600k， Rc3k ， 100。 Q？直流通路直流通路阻容耦合單管共射放大電路的直流通路和交流通路阻容

3、耦合單管共射放大電路的直流通路和交流通路交流通路交流通路例例1 1：畫出圖示電路的直流通路和交流通路。畫出圖示電路的直流通路和交流通路。將將uS短路，即為直流通路。短路，即為直流通路。交流通路交流通路直流通路直流通路交流通路交流通路二、圖解法二、圖解法 應(yīng)實(shí)測(cè)特性曲線應(yīng)實(shí)測(cè)特性曲線 1. 靜態(tài)分析：靜態(tài)分析：bBBBBERiVucCCCCERiVu輸入回路輸入回路負(fù)載線負(fù)載線QIBQUBEQQIBQICQUCEQ負(fù)載線負(fù)載線圖解二元方程圖解二元方程符號(hào)為“”。反相，與給定uuAuuuuAuuiiuIOIOOCECBI)(bBIBBBERiuVuIuBBQBiIICiCEu斜率不變斜率不變非線性

4、失真系數(shù)非線性失真系數(shù)THDTotal Harmonic Distortion 由晶體管輸入、輸出特性的非線性帶來(lái)放大器輸出波由晶體管輸入、輸出特性的非線性帶來(lái)放大器輸出波形產(chǎn)生或大或小的非線性失真。形產(chǎn)生或大或小的非線性失真。即當(dāng)輸入某一頻率的正弦信號(hào)時(shí)，其輸出電流波形中除基波即當(dāng)輸入某一頻率的正弦信號(hào)時(shí)，其輸出電流波形中除基波成分之外，還包含有一定數(shù)量的諧波。成分之外，還包含有一定數(shù)量的諧波。122AADnn放大器非線性失真系數(shù)定義為放大器非線性失真系數(shù)定義為大信號(hào)任務(wù)時(shí)必需思索大信號(hào)任務(wù)時(shí)必需思索D目的目的3. 失真分析失真分析線性失真線性失真 眾多頻率分量輸入，因放大器對(duì)信號(hào)中眾多頻率

5、分量輸入，因放大器對(duì)信號(hào)中的不同頻率分量具有不同的放大倍數(shù)和附加的不同頻率分量具有不同的放大倍數(shù)和附加相移，呵斥輸出信號(hào)中各頻率分量間大小比相移，呵斥輸出信號(hào)中各頻率分量間大小比例和相位關(guān)系發(fā)生變化，導(dǎo)致輸出波形相對(duì)例和相位關(guān)系發(fā)生變化，導(dǎo)致輸出波形相對(duì)于輸入波形產(chǎn)生畸變。于輸入波形產(chǎn)生畸變。 線性失真或頻率線性失真或頻率失真。失真。1截止失真截止失真消除方法：增大消除方法：增大VBB，減小，減小Rb，即向上平移輸入回路負(fù)載線。，即向上平移輸入回路負(fù)載線。t截止失真是在輸入回路首先產(chǎn)生失真！截止失真是在輸入回路首先產(chǎn)生失真！Q2飽和失真飽和失真飽和失真產(chǎn)生于晶體管的輸出回路！飽和失真產(chǎn)生于晶體

6、管的輸出回路！消除飽和失真的方法消除飽和失真的方法v消除方法：增大消除方法：增大Rb，減小，減小VBB，減小，減小Rc，減小，減小，增大，增大VCC。 Q QRb或或或或VBB Rc或或VCC2 最大不失真輸出電壓最大不失真輸出電壓Uom ：比較：比較UCEQ與與 VCC UCEQ ，取其小者，除以，取其小者，除以 。這可不是這可不是好方法！好方法！例例2 教材例教材例2.3.1 P931. 在什么參數(shù)、如何變化時(shí)在什么參數(shù)、如何變化時(shí)Q1 Q2 Q3 Q4？從輸出電壓上看，哪個(gè)從輸出電壓上看，哪個(gè)Q點(diǎn)下最易產(chǎn)生截止失真？哪個(gè)點(diǎn)下最易產(chǎn)生截止失真？哪個(gè)Q點(diǎn)下最易產(chǎn)生飽和失真？哪個(gè)點(diǎn)下最易產(chǎn)生飽

7、和失真？哪個(gè)Q點(diǎn)下點(diǎn)下Uom最大？最大？任務(wù)點(diǎn)為任務(wù)點(diǎn)為Q4時(shí)，時(shí)，VCC和和RC的值？的值？直流負(fù)載線和交流負(fù)載線直流負(fù)載線和交流負(fù)載線交流負(fù)載線應(yīng)過交流負(fù)載線應(yīng)過Q點(diǎn)，且點(diǎn)，且斜率決議于斜率決議于RcRLBRILCQ4. 圖解法的特點(diǎn)圖解法的特點(diǎn)v籠統(tǒng)直觀；籠統(tǒng)直觀；v順應(yīng)于順應(yīng)于Q點(diǎn)分析、失真分析、最大不失真輸出點(diǎn)分析、失真分析、最大不失真輸出電壓的分析；電壓的分析；v可以用于大信號(hào)分析；可以用于大信號(hào)分析；v不易準(zhǔn)確求解；不易準(zhǔn)確求解；v不能求解輸入電阻、輸出電阻、頻帶等參數(shù)。不能求解輸入電阻、輸出電阻、頻帶等參數(shù)。例例3：2. 空載和帶載兩種情況下空載和帶載兩種情況下Uom分分別為多

8、少？別為多少？ 知知ICQ2mA，UCES0.7V。 1. 在空載情況下，當(dāng)輸入信號(hào)在空載情況下，當(dāng)輸入信號(hào)增大時(shí)，電路首先出現(xiàn)飽和失真還增大時(shí)，電路首先出現(xiàn)飽和失真還是截止失真？假設(shè)帶負(fù)載的情況下是截止失真？假設(shè)帶負(fù)載的情況下呢？呢？1. 1. 晶體管的晶體管的h h參數(shù)等效模型交流等效模型參數(shù)等效模型交流等效模型v在交流通路中可將晶體管看成在交流通路中可將晶體管看成為一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)，輸入回路、為一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)，輸入回路、輸出回路各為一個(gè)端口。輸出回路各為一個(gè)端口。)()(CEBCCEBBEuifiuifu，三、等效電路法在低頻、小信號(hào)作用下的關(guān)系式在低頻、小信號(hào)作用下的關(guān)系式CECECBB

9、CCCECEBEBBBEBEddddddBCEBCEuuiiiiiuuuiiuuIUIUce22b21cce12b11be UhIhIUhIhU交流等效模型按式子畫模型交流等效模型按式子畫模型電阻電阻無(wú)量綱無(wú)量綱無(wú)量綱無(wú)量綱電導(dǎo)電導(dǎo))()(CEBCCEBBEuifiuifu，h參數(shù)：以輸入電壓和輸出電流做因變量，參數(shù)：以輸入電壓和輸出電流做因變量，以輸入電流和輸出電壓為自變量描畫二端口網(wǎng)絡(luò)以輸入電流和輸出電壓為自變量描畫二端口網(wǎng)絡(luò)h參數(shù)的物理意義參數(shù)的物理意義beBBE11CEriuhUBCEBE12IuuhCEBC21UiihceCEC221Bruihib-e間的間的動(dòng)態(tài)電阻動(dòng)態(tài)電阻內(nèi)反響內(nèi)

10、反響系數(shù)系數(shù)電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)c-e間的電導(dǎo)間的電導(dǎo)分清主次，合理近似！什么情況下分清主次，合理近似！什么情況下h12和和h22的作用可忽略不計(jì)？的作用可忽略不計(jì)？簡(jiǎn)化的簡(jiǎn)化的h h參數(shù)等效電路交流等效模型參數(shù)等效電路交流等效模型EQTbbebbbbbebe)1 ( IUrIrIrIIUrbeb查閱手冊(cè)查閱手冊(cè)基區(qū)體電阻基區(qū)體電阻發(fā)射結(jié)電阻發(fā)射結(jié)電阻發(fā)射區(qū)體電阻發(fā)射區(qū)體電阻數(shù)值小可忽略數(shù)值小可忽略利用利用PN結(jié)的電流方程可求得結(jié)的電流方程可求得由由IEQ算出算出在輸入特性曲線上，在輸入特性曲線上，Q點(diǎn)越高，點(diǎn)越高，rbe越小！越?。?. 放大電路的動(dòng)態(tài)分析放大電路的動(dòng)態(tài)分析)()(beb

11、bbebiirRIrRIUccoRIUbebcio rRRUUAubebiiirRIURcoRR 放大電路的放大電路的交流等效電路交流等效電路阻容耦合共射放大電路的動(dòng)態(tài)分析阻容耦合共射放大電路的動(dòng)態(tài)分析beLbebLcio )(rRrIRRIUUAcubebebirrRRuuARRRUUUUUUAisiiosisoscoRR 例四：如圖根本共射放大電路，知例四：如圖根本共射放大電路，知rbb=200, 80分析電路的靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)；分析電路的靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)；并進(jìn)展動(dòng)態(tài)目的計(jì)算。并進(jìn)展動(dòng)態(tài)目的計(jì)算。V4 . 4cCQCCCEQRIVUmAIRUVIbBEonBB4 . 2A30CQBQ根據(jù)根據(jù)P101 例例2.3.2無(wú)負(fù)載修正無(wú)負(fù)載修正動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析k3k1111)(cobebibebLcRRrRRrRRRAuKIUrr1CQTbbbe例五例五(2.3.3)：如圖阻容耦合共射放大電路，知：如圖阻容耦合共射放大電路，知80，rbb=150,UBEQ=0.7V,進(jìn)展靜態(tài)分析進(jìn)展靜態(tài)分析1、求電路的、求電路的Au、