模拟电子技术基础课件：第6讲 放大电路的分析方法.ppt

1、第六讲 放大电路的分析方法第六讲 放大电路的分析方法一、放大电路的直流通路和交流通路二、图解法三、等效电路法一、放大电路的直流通路和交流通路一、放大电路的直流通路和交流通路1. 直流通路：直流通路： Us=0，保留，保留Rs；电容开路；电容开路； 电感相当于短路（线圈电阻近似为电感相当于短路（线圈电阻近似为0）。）。2. 交流通路：交流通路：大容量电容相当于短路；大容量电容相当于短路； 直流电源相当于短路（内阻为直流电源相当于短路（内阻为0）。）。 通常，放大电路中直流电源的作用和交流信号的通常，放大电路中直流电源的作用和交流信号的作用共存，这使得电路的分析复杂化。为简化分析，作用共存，这使得

2、电路的分析复杂化。为简化分析，将它们分开作用，引入直流通路和交流通路的概念。将它们分开作用，引入直流通路和交流通路的概念。cCQCCCEQBQCQbBEQBBBQ 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的误差越小。的误差越小。基本共射放大电路的直流通路和交流通路基本共射放大电路的直流通路和交流通路 列晶体管输入、输出回路方程，将列晶体管输入、输出回路方程，将UBEQ作为已知条件，作为已知条件，令令ICQIBQ，可估算出静态工作点。，可估算出静态工作点。cCQCCCEQBQCQbBEQCCBQ RIVUIIRUVI当当VCCUBEQ时，时，bC

3、CBQRVI已知：已知：VCC12V， Rb600k， Rc3k ， 100。 Q？直流通路直流通路阻容耦合单管共射放大电路的直流通路和交流通路阻容耦合单管共射放大电路的直流通路和交流通路讨论一讨论一画出图示电路的直流通路和交流通路。画出图示电路的直流通路和交流通路。将将uS短路，即为直流通路。短路，即为直流通路。二、图解法二、图解法1. 1. 静态分析：图解二元方程静态分析：图解二元方程bBBBBERiVucCCCCERiVu输入回路输入回路负载线负载线QIBQUBEQQIBQICQUCEQ负载线负载线符号为“”。反相，与给定uuAuuuuAuuiiuIOIOOCECBI)(bBIBBBER

4、iuVuIuBBQBiIICiCEu斜率不变斜率不变3. 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，即向上平移输入回路负载线。，即向上平移输入回路负载线。t截止失真是在输入回路首先产生失真！截止失真是在输入回路首先产生失真！Q减小减小Rb能消除截止失真吗？能消除截止失真吗？饱和失真饱和失真饱和失真产生于晶体管的输出回路！饱和失真产生于晶体管的输出回路！消除饱和失真的方法消除饱和失真的方法 消除方法：增大消除方法：增大Rb，减小，减小VBB，减小，减小Rc，减小，减小，增大，增大VCC。 Q QRb或或或或VBB Rc或或VCC2 最大不失真输出电压最大不失真输出电压

5、Uom ：比较：比较UCEQ与（与（ VCC UCEQ ），），取其小者，除以取其小者，除以 。这可不是这可不是好办法！好办法！4、图解法的特点、图解法的特点 形象直观；形象直观； 适应于适应于Q点点分析分析、失真分析、最大不失真输出、失真分析、最大不失真输出电压的分析；电压的分析； 能够用于大信号分析；能够用于大信号分析； 不易准确求解；不易准确求解； 不能求解输入电阻、输出电阻、频带等参数。不能求解输入电阻、输出电阻、频带等参数。直流负载线和交流负载线直流负载线和交流负载线Uom=?Q点在什么位置点在什么位置Uom最大？最大？交流负载线应过交流负载线应过Q点，且点，且斜率决定于（斜率决定于

6、（RcRL）BRILCQ讨论二讨论二1. 在什么参数、如何变化时在什么参数、如何变化时Q1 Q2 Q3 Q4？2. 从输出电压上看，哪个从输出电压上看，哪个Q点下最易产生截止失真？哪点下最易产生截止失真？哪个个Q点下最易产生饱和失真？哪个点下最易产生饱和失真？哪个Q点下点下Uom最大？最大？3. 设计放大电路时，应根据什么选择设计放大电路时，应根据什么选择VCC？讨论三讨论三2. 空载和带载两种情况下空载和带载两种情况下Uom分别为多少？分别为多少？3. 在图示电路中，有无可能在空载时输出电压失真，而在图示电路中，有无可能在空载时输出电压失真，而带上负载后这种失真消除？带上负载后这种失真消除？

7、 已知已知ICQ2mA，UCES0.7V。 1. 在空载情况下，当输在空载情况下，当输入信号增大时，电路首先出入信号增大时，电路首先出现饱和失真还是截止失真？现饱和失真还是截止失真？若带负载的情况下呢？若带负载的情况下呢？三、等效电路法 半导体器件的非线性特性使放大电路的分析复杂化。半导体器件的非线性特性使放大电路的分析复杂化。利用线性元件建立模型，来描述非线性器件的特性。利用线性元件建立模型，来描述非线性器件的特性。cCQCEQBQCQbBEQBBBQ RIVUIIRUVICC输入回路等效为输入回路等效为恒压源恒压源输出回路等效为电流控制的电流源输出回路等效为电流控制的电流源1. 1. 直流

8、模型：适于直流模型：适于Q Q点的分析点的分析理想二极管理想二极管利用估算法求解静态工作点，实质上利用了直流模型。利用估算法求解静态工作点，实质上利用了直流模型。2. 2. 晶体管的晶体管的h参数等效模型（交流等效模型）参数等效模型（交流等效模型） 在交流通路中可将晶体管看成在交流通路中可将晶体管看成为一个二端口网络，输入回路、为一个二端口网络，输入回路、输出回路各为一个端口。输出回路各为一个端口。)()(CEBCCEBBEuifiuifu，在低频、小信号作用下的关系式在低频、小信号作用下的关系式CECECBBCCCECEBEBBBEBEddddddBCEBCEuuiiiiiuuuiiuuIU

9、IUce22b21cce12b11be UhIhIUhIhU交流等效模型（按式子画模型）交流等效模型（按式子画模型）电阻电阻无量纲无量纲无量纲无量纲电导电导h参数的物理意义参数的物理意义beBBE11CEriuhUBCEBE12IuuhCEBC21UiihceCEC221Bruihib-e间的间的动态电阻动态电阻内反馈内反馈系数系数电流放大系数电流放大系数c-e间的电导间的电导分清主次，合理近似！什么情况下分清主次，合理近似！什么情况下h12和和h22的作用可忽略不计？的作用可忽略不计？简化的简化的h h参数等效电路交流等效模型参数等效电路交流等效模型EQTbbebbbbbebe)1 ( IU

10、rrrIUr查阅手册查阅手册基区体电阻基区体电阻发射结电阻发射结电阻发射区体电阻发射区体电阻数值小可忽略数值小可忽略利用利用PN结的电流方程可求得结的电流方程可求得由由IEQ算出算出在输入特性曲线上，在输入特性曲线上，Q点越高，点越高，rbe越小！越小！3. 放大电路的动态分析放大电路的动态分析)()(bebbbebiirRIrRIUccoRIUbebcio rRRUUAubebiiirRIURcoRR 放大电路的放大电路的交流等效电路交流等效电路阻容耦合共射放大电路的动态分析阻容耦合共射放大电路的动态分析beLbebLcio )(rRrIRRIUUAcubebebirrRRuuARRRUUU

11、UUUAisiiosisoscoRR 讨论四讨论四：基本共射放大电路的静态分析：基本共射放大电路的静态分析QIBQ35AUBEQ0.65V20080bbrV8 . 3mA8 . 2cCQCCCEQBQCQRIVUII 为什么用为什么用图解法求解图解法求解IBQ和和UBEQ？讨论四讨论四：基本共射放大电路的动态分析：基本共射放大电路的动态分析k3k1111)(cobebibebLcRRrRRrRRRAu952)1 (EQTbbbeIUrr讨论五讨论五：阻容耦合共射放大电路的静态分析：阻容耦合共射放大电路的静态分析k180ber，V2 . 7mA6 . 1A20cCQCCCEQBQCQbBEQCCBQRIVUIIRUVI为什么可为什么可忽略？忽略？清华大学 华成英 讨论五讨论五：阻容耦合共射放大电路的动态分析：阻容耦合共射放大电路的动态分析k180ber，k3k160)( 120)(cobebibeLcisiiosisosbeLcRRrRRrRRRRRUUUUUUArRRAuu