放大電路分析方法2微變等效-穩(wěn)Q-三種電路課件

(1-1)2.3.3微變等效電路法(也叫H參數(shù)等效模型)晶體管在小信號(微變量)情況下工作時，可以在靜態(tài)工作點附近的小范圍內(nèi)用直線段近似地代替三極管的特性曲線，三極管就可以等效為一個線性元件。這樣就可以將非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個線性電路。微變等效條件研究的對象僅僅是低頻變化量信號的變化范圍很小(1-1)2.3.3微變等效電路法(也叫H參數(shù)等效模型)uBEuCEiBcebiC一、晶體管H參數(shù)等效模型rbe：小信號作用下的b-e間動態(tài)電阻

一般用測試儀測出

rbe可用公式估算——公式重要！通常，可將IEQ近似為ICQrbb/是基區(qū)體電阻，低頻小功率管在100－300間，一般取200

uBEuCEiBcebiC一、晶體管H參數(shù)等效模型rbe：小(1-3)怎樣畫微變等效電路1、畫交流通路2、畫H參數(shù)等效電路3、標(biāo)出電壓和電流量動畫片電流源實質(zhì)：是從電路分析的角度虛擬出來的，不是三極管本身具有的能源，實質(zhì)上代表三極管的電流控制作用。當(dāng)ib=0，它就不存在了。因此它是受控電源(受輸入電流控制，不是獨立源）電流源的流向：由ib(也就是vbe）決定，不能隨意假定。當(dāng)ib、ic正向，它的流向正如圖中的箭頭所示，是由集電極流向發(fā)射極，否則反之。(1-3)怎樣畫微變等效電路電流源實質(zhì)：是從電路分析的角度虛(1-4)二、共射放大電路動態(tài)參數(shù)的分析電路動態(tài)參數(shù)分析就是求解電路電壓放大倍數(shù)、輸入電阻(信號源后部分)、輸出電阻(負(fù)載前部分)。(1-4)二、共射放大電路動態(tài)參數(shù)的分析電路動態(tài)參數(shù)分析就是(1-5)解題的方法是：作出h參數(shù)的交流等效電路

共射極放大電路(單電源阻容耦合)RbviRcRLRb并聯(lián)于交流通路，且輸出帶負(fù)載(1-5)解題的方法是：共射極放大電路RbviRcRLRb(1-6)根據(jù)RbviRcRL則電壓增益為（作為公式記憶）1.求電壓放大倍數(shù)（電壓增益）電壓“正負(fù)號”由實際電流流向與端口參考電壓坐標(biāo)（通常設(shè)地為負(fù)“-”）對比而得出的。若輸出無負(fù)載呢？有無信號源內(nèi)阻不影響結(jié)果(1-6)根據(jù)RbviRcRL則電壓增益為（作為公式記憶）1其它共射電路圖

雙電源直接耦合：Rb串聯(lián)于交流通路，且輸出無負(fù)載若輸出有負(fù)載呢？有無信號源內(nèi)阻不影響結(jié)果其它共射電路圖

雙電源直接耦合：Rb串聯(lián)于交流通路，且輸出無電路中晶體管β=100，rbe=1.4kΩ。(1)現(xiàn)已測得靜態(tài)管壓降UCEQ=6V，估算Rb；(2)若測得和的有效值分別為1mV和100mV，則負(fù)載電阻RL為多少？

解:(1)

，,∴(2)

由可得:。習(xí)題2.9

電路中晶體管β=100，rbe=1.4kΩ。(1)現(xiàn)已測得靜(1-9)2.求輸入電阻(是動態(tài)電阻，與Q點相關(guān))RbRcRLRi對于為放大電路提供信號的信號源來說，放大電路是負(fù)載，這個負(fù)載的大小可以用輸入電阻來表示?？紤]到信號源內(nèi)阻，輸入電阻越大越好，輸入電壓越接近信號源電壓。(單電源阻容耦合)(雙電源直接耦合)結(jié)果與輸出有無負(fù)載無關(guān)(1-9)2.求輸入電阻(是動態(tài)電阻，與Q點相關(guān))RbR(1-10)3.求輸出電阻(單電源阻容耦合)RbRcRLRo令所以當(dāng)輸出端接上負(fù)載時，電路可看作一個只有內(nèi)阻的電壓源，此內(nèi)阻就是輸出電阻。(1-10)3.求輸出電阻(單電源阻容耦合)RbRcRL(雙電源直接耦合)無論單電源阻容耦合還是雙電源直接耦合，無論信號源有無內(nèi)阻，都不會影響輸出電阻結(jié)果。(雙電源直接耦合)無論單電源阻容耦合還是雙電源直接耦合，(1-12)4.當(dāng)信號源有內(nèi)阻時：Ri為放大電路的輸入電阻求＝Ui.UO.Ui.Us.此結(jié)果適用于所有放大電路！(1-12)4.當(dāng)信號源有內(nèi)阻時：Ri為放大電路的輸入電阻求習(xí)題2.7(直接耦合情況)圖示晶體管β=80，rbb/

=100Ω。分別計算RL分別為空載及3kΩ時的Q點及動態(tài)參數(shù)。解：在空載和帶負(fù)載情況下，電路的靜態(tài)電流、rbe均相等，它們分別為：空載時和負(fù)載情況下靜態(tài)管壓降有所不同，它們分別為：空載：負(fù)載：習(xí)題2.7(直接耦合情況)圖示晶體管β=80，rbb/微變等效電路空載和負(fù)載情況下，輸入電阻、輸出電阻均相等，它們分別為：空載時和負(fù)載情況下電壓放大倍數(shù)有所不同，根據(jù)公式它們分別為：空載：負(fù)載：微變等效電路空載和負(fù)載情況下，輸入電阻、輸出電阻均相等，它們(1-15)

利用等效電路法求電路參數(shù)的步驟1.首先利用圖解法或近似估算法確定放大電路的靜態(tài)工作點Q

。2.求出靜態(tài)工作點處的微變等效電路參數(shù)

和rbe

。3.畫出放大電路的微變等效電路?？上犬嫵鋈龢O管的等效電路，然后畫出放大電路其余部分的交流通路。4.列出電路公式并求解。(1-15)利用等效電路法求電路參數(shù)的步驟1.首先利用圖為保證放大電路穩(wěn)定工作，須有穩(wěn)定靜態(tài)工作點。靜態(tài)工作點由UBE、、ICBO

和ICEO

決定，這些參數(shù)隨溫度變化。2.4放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定2.4.1靜態(tài)工作點穩(wěn)定的必要性1.UBE改變。UBE的溫度系數(shù)約為–2mV/

C，即溫度每升高1

C，UBE約下降2mV（數(shù)值較?。?。2.

改變。溫度每升高1C，

值約增加0.5%~1%，

溫度系數(shù)分散性較大。3.ICBO改變。溫度每升高10C，ICBO大致將增加一倍，說明ICBO

將隨溫度按指數(shù)規(guī)律上升。為保證放大電路穩(wěn)定工作，須有穩(wěn)定靜態(tài)工作點。靜態(tài)工作點(1-17)溫度對

值及ICEO的影響T

、ICEOICiCuCEQQ′總效果：溫度上升時，輸出特性曲線上移，造成Q點上移。(1-17)溫度對值及ICEO的影響T、ICEOICi(1-18)因此溫度升高導(dǎo)致波形容易失真。iCuCEOiBQVCCT=20

C

T=50

C晶體管在不同環(huán)境溫度下的輸出特性曲線(1-18)因此溫度升高導(dǎo)致波形容易失真。iCuCEOiBQ(1-19)小結(jié)：TIC

固定偏置電路的Q點是不穩(wěn)定的。Q點不穩(wěn)定可能會導(dǎo)致靜態(tài)工作點靠近飽和區(qū)或截止區(qū)，從而導(dǎo)致失真。為此，需要改進偏置電路，當(dāng)溫度升高、IC增加時，能夠自動減少IB，從而抑制Q點的變化。保持Q點基本穩(wěn)定。常采用分壓式偏置電路（屬共射放大電路，有直流負(fù)反饋或溫度補償二種方式）來穩(wěn)定靜態(tài)工作點。(1-19)小結(jié)：TIC固定偏置電路的Q點是不穩(wěn)定的(1-20)2.4.2利用直流負(fù)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點在溫度變化時，使得IBQ與ICQ產(chǎn)生相反的變化一、電路組成(分壓式偏置，屬共射放大電路)和Q點穩(wěn)定原理C1RcRb2+VCCC2RL+

+++

+CeuoRb1Reui

阻容耦合的靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路b

直接耦合的靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路aTRb1Rb2Re目標(biāo)：溫度變化時IC維持恒定。本質(zhì)：分壓偏置使b點電位基本不變，則溫度變化時可穩(wěn)定靜態(tài)工作點。(1-20)2.4.2利用直流負(fù)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點在溫度變化(1-21)所以UBQ

不隨溫度變化，——電流負(fù)反饋式工作點穩(wěn)定電路T

ICQ

IEQ

UEQ

UBEQ

(=UBQ–UEQ)

IBQ

ICQ

由于I1>>IBQ，可得(估算)I2I1IBRB2+VCCRCTRB1RE直流通路靜態(tài)工作點穩(wěn)定的原理：電路本電路穩(wěn)壓的過程實際是由于加了RE(射極直流負(fù)反饋電阻)形成了負(fù)反饋過程。(1-21)所以UBQ不隨溫度變化，——電流負(fù)反饋式(1-22)二、穩(wěn)定電路靜態(tài)工作點的計算由于IR>>IBQ，可得(估算)靜態(tài)基極電流Rb2Rb1IBQIRIEQICQ算法一（估算）：(1-22)二、穩(wěn)定電路靜態(tài)工作點的計算由于IR>>I(1-23)I2I1IBRB2+VCCRCTRB1RE直流通路+VCC方框中部分用戴維南定理（含獨立電源的線性電阻單口網(wǎng)絡(luò)，就端口特性而言可以等效為一個電壓源和電阻串聯(lián)的單口網(wǎng)絡(luò)；電壓源的電壓等于單口網(wǎng)絡(luò)在負(fù)載開路時的電壓，電阻是單口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)全部獨立電源為零值時的等效電阻）等效為：RbUBB進而可求出ICQ

、UCEQ算法二（精算）：p106頁圖2.4.3(1-23)I2I1IBRB2+VCCRCTRB1RE直流通(1-24)C1RcRb2+VCCC2RL+

+++

+CeuoRb1ReiBiCiEiRuiRcRb2+VCCRL+

+

uiuoRb1Re三、動態(tài)參數(shù)的估算旁路電容Ce的作用：交流通路中，Ce將Re短路，Re對交流不起作用，放大倍數(shù)不受影響。若輸出無負(fù)載呢rbe

ebcRcRL+

+

Rb2Rb1(1-24)C1RcRb2+VCCC2RL+++++Ceuo(1-25)如無Ce，動態(tài)參數(shù)如何計算？

無旁路電容時的交流電路可見去掉Ce后，放大倍數(shù)減小，輸出電阻不變，但輸入電阻增大了。若輸出無負(fù)載呢？(1-25)如無Ce，動態(tài)參數(shù)如何計算？無旁路電容(1-26)2.4.3溫度補償法穩(wěn)定靜態(tài)工作點a利用二極管的反向特性進行溫度補償（二極管反向電流的改變導(dǎo)致IB的改變）D

靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路（見P110）

b利用二極管的正向特性進行溫度補償（二極管正向UD的改變導(dǎo)致UB的改變）–50I/mAU

/V0.20.4–2551015–0.01–0.020Rb1Rb2利用一個元件參數(shù)隨溫度的變化所引起的溫漂來抵消另一個元件參數(shù)隨溫度的變化所引起的溫漂，從而達(dá)到穩(wěn)定工作點的目的，這就是溫度補償法的基本思想。(1-26)2.4.3溫度補償法穩(wěn)定靜態(tài)工作點a利2.5晶體管單管放大電路的三種基本接法三種基本接法共射共集共基2.5.1基本共集放大電路(射極輸出器)C1Rb+VCCC2RL

+Re++RS+~

基本共集放大電路一、電路的組成信號從基極輸入，從發(fā)射極輸出單電源阻容耦合：Rb并聯(lián)于交流通路，且輸出有負(fù)載。判斷：交流通道中哪一極接地2.5晶體管單管放大電路的三種基本接法三種基本接法共射共集二、靜態(tài)工作點C1Rb+VCCC2RL

+Re++RS+~

由基極回路求得靜態(tài)基極電流則共集電極放大電路IBIERB+VCCRE直流通道折算二、靜態(tài)工作點C1Rb+VCCC2RL+Re++RS+~二、動態(tài)分析RB+VCCC1C2RERLuiuoRBRERLuiuo交流通道二、動態(tài)分析RB+VCCC1C2RERLuiuoRBRERLRBRERLuiuo交流通道rbeRERLRB微變等效電路RBRERLuiuo