第6講 放大電路的分析方法

1、樓建明,626346第六講 放大電路的分析方法樓建明,626346第六講 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、等效電路法樓建明,626346一、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. 直流通路：直流通路： 信號(hào)源信號(hào)源Us=0(短路短路)，保留，保留Rs； 電容開路；電容開路； 電感相當(dāng)于短路（線圈電阻近似為電感相當(dāng)于短路（線圈電阻近似為0）。）。2. 交流通路：大容量電容相當(dāng)于短路；交流通路：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）。）。 通常，放大電路中直流電源的作用和交流信號(hào)的通常，放大電路中直

2、流電源的作用和交流信號(hào)的作用共存，這使得電路的分析復(fù)雜化。為簡(jiǎn)化分析，作用共存，這使得電路的分析復(fù)雜化。為簡(jiǎn)化分析，將它們分開作用，引入直流通路和交流通路的概念。將它們分開作用，引入直流通路和交流通路的概念。樓建明,626346cCQCCCEQBQCQbBEQBBBQ RIVUIIRUVI VBB越大，越大，UBEQ取不同的取不同的值所引起的值所引起的IBQ的誤差越小。的誤差越小。基本共射放大電路的直流通路和交流通路基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作為已知條件，作為已知條件，令令I(lǐng)CQIBQ，可估算出靜態(tài)工作點(diǎn)。，可估算

3、出靜態(tài)工作點(diǎn)。樓建明,626346cCQCCCEQBQCQbBEQCCBQ RIVUIIRUVI當(dāng)當(dāng)VCCUBEQ時(shí)，時(shí)，bCCBQRVI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耦合單管共射放大電路的直流通路和交流通路樓建明,626346討論一討論一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。樓建明,626346二、圖解法二、圖解法1. 1. 靜態(tài)分析：圖解二元方程靜態(tài)分析：圖解二元方程bBBBBERiVucCCCCERiVu輸入回路輸入回路負(fù)載線負(fù)載線QIBQUBEQQIBQICQUCEQ負(fù)載線負(fù)

4、載線樓建明,626346符號(hào)為“”。反相，與給定uuAuuuuAuuiiuIOIOOCECBI)(bBIBBBERiuVuIuBBQBiIICiCEu斜率不變斜率不變樓建明,6263463. 失真分析失真分析 截止失真截止失真消除方法：增大消除方法：增大VBB，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。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！減小減小Rb能消除截止失真嗎？能消除截止失真嗎？Qt樓建明,626346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)生于晶體管的輸出回路！樓建明,626346消除飽和失真的方法消除飽和失真的方法 消除方

5、法：增大消除方法：增大Rb，減小，減小VBB，減小，減小，減小，減小Rc，增大，增大VCC。 Q QRb或或VBB 或或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 UCES ）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辦法！好辦法！樓建明,6263464、圖解法的特點(diǎn)、圖解法的特點(diǎn) 形象直觀；形象直觀； 適應(yīng)于適應(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； 能夠用于大信號(hào)分析；能夠用于大信號(hào)分析； 不易準(zhǔn)確求解；不易準(zhǔn)確求解； 不能求解輸入電阻、輸出電阻、頻帶等

6、參數(shù)。不能求解輸入電阻、輸出電阻、頻帶等參數(shù)。樓建明,626346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Uom=?Q點(diǎn)在什么位置點(diǎn)在什么位置Uom最大？最大？交流負(fù)載線應(yīng)過交流負(fù)載線應(yīng)過Q點(diǎn)，且點(diǎn)，且斜率決定于（斜率決定于（RcRL）BRILCQ樓建明,626346BRILCQCCCCCERiVu直流負(fù)載線：樓建明,626346討論二討論二1. 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？2. 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？哪點(diǎn)下最易產(chǎn)生截止失真？哪個(gè)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)生飽和失真？哪個(gè)Q點(diǎn)下點(diǎn)下Uom最大？最

7、大？3. 設(shè)計(jì)放大電路時(shí)，應(yīng)根據(jù)什么選擇設(shè)計(jì)放大電路時(shí)，應(yīng)根據(jù)什么選擇VCC？樓建明,626346討論三討論三2. 空載和帶載兩種情況下空載和帶載兩種情況下Uom分別為多少？分別為多少？3. 在圖示電路中，有無(wú)可能在空載時(shí)輸出電壓失真，而在圖示電路中，有無(wú)可能在空載時(shí)輸出電壓失真，而帶上負(fù)載后這種失真消除？帶上負(fù)載后這種失真消除？ 已知已知ICQ2mA，UCES0.7V。 1. 在空載情況下，當(dāng)輸在空載情況下，當(dāng)輸入信號(hào)增大時(shí)，電路首先出入信號(hào)增大時(shí)，電路首先出現(xiàn)飽和失真還是截止失真？現(xiàn)飽和失真還是截止失真？若帶負(fù)載的情況下呢？若帶負(fù)載的情況下呢？樓建明,626346三、等效電路法 半導(dǎo)體器件

8、的非線性特性使放大電路的分析復(fù)雜化。半導(dǎo)體器件的非線性特性使放大電路的分析復(fù)雜化。利用線性元件建立模型，來描述非線性器件的特性。利用線性元件建立模型，來描述非線性器件的特性。cCQCEQBQCQbBEQBBBQ RIVUIIRUVICC輸入回路等效為輸入回路等效為恒壓源恒壓源輸出回路等效為電流控制的電流源輸出回路等效為電流控制的電流源1. 1. 直流模型：適于直流模型：適于Q Q點(diǎn)的分析點(diǎn)的分析理想二極管理想二極管利用估算法求解靜態(tài)工作點(diǎn)，實(shí)質(zhì)上利用了直流模型。利用估算法求解靜態(tài)工作點(diǎn)，實(shí)質(zhì)上利用了直流模型。樓建明,6263462. 2. 晶體管的晶體管的h參數(shù)等效模型（交流等效模型）參數(shù)等效

9、模型（交流等效模型） 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，樓建明,626346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CECECBBCCCECEBEBBBEBEddddddBCEBCEuuiiiiiuuuiiuuIUIUce22b21cce12b11be 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，樓建明,

10、626346h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)反饋內(nèi)反饋系數(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)什么情況下什么情況下h12和和h22的作用可忽略不計(jì)？的作用可忽略不計(jì)？(uCE1;放大狀態(tài)放大狀態(tài))樓建明,626346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 ( IUrrrIUr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

11、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?。≡叫?！樓建明,6263463. 放大電路的動(dòng)態(tài)分析放大電路的動(dòng)態(tài)分析)()(bebbbebiirRIrRIUccoRIUbebcio rRRUUAubebiiirRIURcoRR 放大電路的放大電路的交流等效電路交流等效電路方法方法1方法方法2LSRUIUR,000o樓建明,626346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 樓建明,626346討論四討論四：基本共射放大電路的靜態(tài)分析：基本共射放大電路的靜態(tài)分析QIBQ35AUBEQ0.65V20080bbrV8 . 3mA8 . 2cCQCCCEQBQCQRIVUII 用圖解法求用圖解法求解解IBQ和和UBEQ樓建明,626346討論四討論四：基本共射放大電路的動(dòng)態(tài)分析：基本共射放大電路的動(dòng)態(tài)分析k3k1111)(cobebibebLcRRrRRrRRRAu952)1 (EQTbbbeIUrr樓建明,626346討論五討論五：阻容耦合共射放大