清華模電課件第七課時

1、2.4.3圖解法圖解法在三極管的輸入、輸出特性曲線上直接用作圖的方在三極管的輸入、輸出特性曲線上直接用作圖的方法求解放大電路的工作情況。法求解放大電路的工作情況。一、圖解法的過程一、圖解法的過程( (一一) )圖解分析靜態(tài)圖解分析靜態(tài)1. 先用估算的方法計算輸入回路先用估算的方法計算輸入回路 IBQ、 UBEQ。2. 用圖解法確定輸出回路靜態(tài)值用圖解法確定輸出回路靜態(tài)值方法：方法：根據(jù)根據(jù) uCE = VCC - - iCRc 式確定兩個特殊點式確定兩個特殊點cCCCCECCCEC 0 0 RViuVui 時，時，當(dāng)當(dāng)時，時，當(dāng)當(dāng)輸出回路輸出回路輸出特性輸出特性CCCCCECCCEC0 0 R

2、ViuVui ，直流負載線直流負載線Q由靜態(tài)工作點由靜態(tài)工作點 Q 確 定 的確 定 的 IC Q、UCEQ 為靜態(tài)值。為靜態(tài)值。圖圖 2.4.3( (a) )【例例】圖示單管共射放大電路及特性曲線中，已知圖示單管共射放大電路及特性曲線中，已知 Rb = 280 k ，Rc = 3 k ，集電極直流電源，集電極直流電源 VCC = 12 V，試用圖解法確定靜態(tài)工作點。試用圖解法確定靜態(tài)工作點。解：解：首先估算首先估算 IBQA 40mA)2807 . 012(bBEQCCBQ - - - - RUVI做直流負載線，確定做直流負載線，確定 Q 點點根據(jù)根據(jù) UCEQ = VCC ICQ RciC

3、 = 0，uCE = Vcc=12 V ；uCE = 0，iC = Vcc/Rc=4 mA .0iB = 0 A20 A40 A60 A80 A134224681012MQIBQ = 40 A ，ICQ = 2 mA，UCEQ = 6 V.uCE /V由由 Q 點確定靜態(tài)值為：點確定靜態(tài)值為：iC /mA圖圖 2.4.3( (b) )VccVcc/RcRBRC+uo+-ui+UCC+C1C2RL-a 畫交流通路的原則畫交流通路的原則耦合電容耦合電容C1、C2很大，對交流信號來說，很大，對交流信號來說，容抗近似為零，可視為短路。容抗近似為零，可視為短路。直流電源直流電源UCC的電的電壓值不會因交

4、流信號壓值不會因交流信號的加入而變化，或者的加入而變化，或者說它的交流電壓為說它的交流電壓為0。直流電源。直流電源UCC的一的一端接地，因此可視為端接地，因此可視為對地短路。對地短路。( (二二) ) 圖解分析動態(tài)圖解分析動態(tài)a 畫交流通路的原則畫交流通路的原則RBRC+uo+-uiRL-交流通路交流通路RBRC+uo+-ui+UCC+C1C2RL-( (二二) ) 圖解分析動態(tài)圖解分析動態(tài)1. 交流通路的輸出回路交流通路的輸出回路圖圖 2.4.4 輸出通路的外電路是輸出通路的外電路是 Rc 和和 RL 的并聯(lián)。的并聯(lián)。2. 交流負載線交流負載線交流負載線交流負載線交流負載線斜率為：交流負載線

5、斜率為：LCLL/ 1RRRR - -，其中，其中OIBiC / mAuCE /VQ圖圖 2.4.5( (b) )( (二二) ) 圖解分析動態(tài)圖解分析動態(tài)2. 交流負載線交流負載線交流負載線交流負載線交流負載線斜率為：交流負載線斜率為：LCLL/ 1RRRR - -，其中，其中OIBiC / mAuCE /VQ圖圖 2.4.5( (b) )RBRC+uo+-uiRL-【例例】用圖解法求圖示電路電壓放大倍數(shù)。輸入、輸用圖解法求圖示電路電壓放大倍數(shù)。輸入、輸出特性曲線如右圖，出特性曲線如右圖，RL = 3 k 。畫出交流負載線。畫出交流負載線。圖圖 2.4.3( (a) )解：解： 求求 確定交

6、流負載線確定交流負載線LR k 5 . 1/LCLRRR為了作圖方便，先畫為了作圖方便，先畫一條斜率為一條斜率為 的輔的輔助線助線3. 動態(tài)工作情況圖解分析動態(tài)工作情況圖解分析輸入回路工作情況輸入回路工作情況0.680.72 uBE iBtQ000.7t6040200uBE/ViB / AuBE/ViBUBE交流負載線交流負載線直流負載線直流負載線4.57.5 uCE912t0ICQiC / mA0IB = 4 0 A2060804Q260uCE/ViC / mA0tuCE/VUCEQ iC圖圖 2.4.5( (b) )輸出回路工作輸出回路工作情況分析情況分析單管共射放大電路單管共射放大電路當(dāng)

7、輸入正弦波當(dāng)輸入正弦波 uI 時，時，放大電路中相應(yīng)的放大電路中相應(yīng)的 uBE、iB、iC、uCE、uO 波形。波形。圖圖 2.4.6單管共射放大電路的單管共射放大電路的電壓電流波形電壓電流波形 二、圖解法的應(yīng)用二、圖解法的應(yīng)用( (一一) )用圖解法分析非線性失真用圖解法分析非線性失真1. 靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點過低，引起過低，引起 iB、iC、uCE 的波形失真的波形失真ibui結(jié)論：結(jié)論：iB 波形失真波形失真OQOttOuBE/ViB / AuBE/ViB / AIBQ 截止失真截止失真iC 、 uCE ( (uo ) )波形失真波形失真NPN 管截止失真時管截止失真時的輸出的輸出 uo

8、 波形。波形。uo = uceOiCtOOQ tuCE/VuCE/ViC / mAICQUCEQOIB = 0QtOO NPN 管管 uo波形波形tiCuCE/VuCE/ViC / mAuo = uceib( (不失真不失真) )ICQUCEQ2. Q 點過高，引起點過高，引起 iC、uCE的波形失真的波形失真飽和失真飽和失真( (二二) )用圖解法估算最大輸出幅度用圖解法估算最大輸出幅度OiB = 0QuCE/ViC / mAACBDE交流負載線交流負載線 輸出波形沒有輸出波形沒有明顯失真時能夠輸明顯失真時能夠輸出最大電壓。即輸出最大電壓。即輸出特性的出特性的 A、B 所所限定的范圍。限定的

9、范圍。22omDECDU Q 盡量設(shè)在線段盡量設(shè)在線段 AB 的中點。則的中點。則 AQ = QB，CD = DE( (三三) )用圖解法分析電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響用圖解法分析電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響1. 改變改變 Rb，保持，保持VCC ，Rc ， 不變；不變；OIBiCuCE Q1Rb 增大，增大，Rb 減小，減小，Q 點下移；點下移；Q 點上移；點上移；Q2Q3圖圖 2.4.9( (a) )bBEQCCBQRUVI- - ICQ IBQUCEQ = VCC ICQ RCVccVcc/Rc( (三三) )用圖解法分析電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響用圖解法分析電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響bB

10、EQCCBQRUVI- - ICQ IBQUCEQ = VCC ICQ RCOIBiCuCE Q12. 改變改變 VCC，保持，保持 Rb，Rc ， 不變；不變； 升高升高 VCC，直流負載線平，直流負載線平行右移，動態(tài)工作范圍增大，行右移，動態(tài)工作范圍增大，但管子的動態(tài)功耗也增大。但管子的動態(tài)功耗也增大。Q2圖圖 2.4.9( (b) )VccVcc/Rc( (三三) )用圖解法分析電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響用圖解法分析電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響bBEQCCBQRUVI- - ICQ IBQUCEQ = VCC ICQ RC3. 改變改變 Rc，保持，保持 Rb，VCC ， 不變；不變；增大增大 Rc ，直流負載，直流負載線斜率改變，則線斜率改變，則 Q 點向點向飽和區(qū)移近。飽和區(qū)移近。OIBiCuCE Q1Q2圖圖 2.4.9 ( (c) )VccVcc/Rc( (三三) )用圖解法分析電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響用圖解法分析電路參數(shù)對