第9讲-BJT放大电路的分析方法.课件.ppt

1、4.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法4.3.1 图解分析法图解分析法4.3.2 小信号模型分析法小信号模型分析法1. 静态工作点的图解分析静态工作点的图解分析2. 动态工作情况的图解分析动态工作情况的图解分析3. 非线性失真的图解分析非线性失真的图解分析4. 图解分析法的适用范围图解分析法的适用范围1. BJT的的H参数及小信号模型参数及小信号模型2. 用用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路参数小信号模型分析基本共射极放大电路3. 小信号模型分析法的适用范围小信号模型分析法的适用范围4.3.1 图解分析法图解分析法1. 静态工作点的图解分析静态工作点的图解分析 采用该方法分析静态工

2、作点，必须已知三极管的输入采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入输出特性曲线。输出特性曲线。 共射极放大电路共射极放大电路4.3.1 图解分析法图解分析法1. 静态工作点的图解分析静态工作点的图解分析 列输入回路方程列输入回路方程 列输出回路方程（直流负载线）列输出回路方程（直流负载线）vCE=VCCiCRc 首先，画出直流通路首先，画出直流通路直流通路直流通路 bBBBBERiV v 在输出特性曲线上，作出直流负载线在输出特性曲线上，作出直流负载线 VCE=VCCiCRc，与，与IBQ曲曲线的交点即为线的交点即为Q点，从而得到点，从而得到VCEQ 和和ICQ。 在输入特性曲线上，作出

3、直线在输入特性曲线上，作出直线 ，两线的交点，两线的交点即是即是Q点，得到点，得到IBQ。bBBBBERiV v4.3.1 图解分析法图解分析法 根据根据vs的波形，在的波形，在BJT的输入特性曲线图上画出的输入特性曲线图上画出vBE 、 iB 的的波形波形2. 动态工作情况的图解分析动态工作情况的图解分析tsinsmsV vbBsBBBERiV vv 根据根据iB的变化范围在输出特性曲线图上画出的变化范围在输出特性曲线图上画出iC和和vCE 的波形的波形2. 动态工作情况的图解分析动态工作情况的图解分析cCCCCERiV v反相2. 动态工作情况的图解分析动态工作情况的图解分析 共射极放大电

4、路中的电压、共射极放大电路中的电压、电流波形电流波形3. 静态工作点对波形失真的影响静态工作点对波形失真的影响 要使信号既能被放大，要使信号既能被放大，又要不失真，则必须设又要不失真，则必须设置合适的静态工作点。置合适的静态工作点。Q点不能太低，否则截止失真点不能太低，否则截止失真ICQ Icm ICEO Q点不能太高，否则饱和失真点不能太高，否则饱和失真 VCEQ Vcem VCES 3. 静态工作点对波形失真的影响（静态工作点对波形失真的影响（NPN）截止失真的波形截止失真的波形 NPN管顶部削平缩顶饱和失真的波形饱和失真的波形3. 静态工作点对波形失真的影响（静态工作点对波形失真的影响（

5、NPN）NPN底部削平3. 静态工作点对波形失真的影响（静态工作点对波形失真的影响（PNP）截止失真的波形截止失真的波形 思考：截止失真怎么思考：截止失真怎么办办?饱和失真的波形饱和失真的波形3. 静态工作点对波形失真的影响静态工作点对波形失真的影响(PNP)饱和失真发生在负半周饱和失真发生在负半周tvo4. 最大不失真输出电压最大不失真输出电压是指在不失真的情况下能够输出的最大电压。是指在不失真的情况下能够输出的最大电压。CESCEQomVVV cCQCEQCComRIVVV Q点设置过高，易发生饱和失真，点设置过高，易发生饱和失真，Q点过点过低，易发生截止失真。当低，易发生截止失真。当Q点

6、在交流负载点在交流负载线的中点时，得到最大的动态范围。线的中点时，得到最大的动态范围。如果输入信号的幅度过大，即使如果输入信号的幅度过大，即使Q点的点的大小设置合理，也会产生失真，这时截大小设置合理，也会产生失真，这时截止失真和饱和失真会同时出现。止失真和饱和失真会同时出现。如果如果VCC-VCEQVCEQ-VCES ，则首先出现，则首先出现饱和失真，否则首先出现截止失真。饱和失真，否则首先出现截止失真。如果输入信号较小，为了降低功耗，在不如果输入信号较小，为了降低功耗，在不产生截止失真和保证一定的电压增益的前产生截止失真和保证一定的电压增益的前提下，可把提下，可把Q点选得低一些。点选得低一些

7、。 交流负载线是动态时工交流负载线是动态时工作点移动的轨迹，作点移动的轨迹，一定经一定经过过Q点。无负载时，直流负点。无负载时，直流负载线和交流负载线重合。载线和交流负载线重合。5. 直流负载线和交流负载线直流负载线和交流负载线电路图和交直流负载线分别如右图所示，试求电路图和交直流负载线分别如右图所示，试求：(1)电源电压电源电压VCC，静态电流，静态电流IBQ、ICQ和管压降和管压降VCEQ的值；的值；(2)电阻电阻Rb、Rc的值；的值；(3)输出电压最大不失真幅度；输出电压最大不失真幅度；(4)要使该电路能不失真地放大，基极正弦电流要使该电路能不失真地放大，基极正弦电流的最大幅值是多少？的

8、最大幅值是多少？P1884.3.5解解:(1)直流负载线与横坐标的交点：直流负载线与横坐标的交点：VCC=6.点的位置：点的位置：IBQ20A,A,ICQ=1mA,VCEQ=3V.(2) Rb=VCC/ IBQ=300k, ,Rc=(VCC -VCEQ )/ICQ=3k. .(3)1.6V(4) 基极正弦电流的最大幅值基极正弦电流的最大幅值20A.A.0.8V4.6VP1884.3.6P1884.3.76. 图解分析法的适用范围图解分析法的适用范围幅度较大而工作频率不太高的情况。幅度较大而工作频率不太高的情况。优点：优点： 直观、形象。有助于建立和理解交、直流共存，静态和直观、形象。有助于建立

9、和理解交、直流共存，静态和动态等重要概念；有助于理解正确选择电路参数、合理设置动态等重要概念；有助于理解正确选择电路参数、合理设置静态工作点的重要性。能全面地分析放大电路的静态、动态静态工作点的重要性。能全面地分析放大电路的静态、动态工作情况。工作情况。缺点：缺点： 不能分析工作频率较高时的电路工作状态，也不能用来不能分析工作频率较高时的电路工作状态，也不能用来分析放大电路的输入电阻、输出电阻等动态性能指标。分析放大电路的输入电阻、输出电阻等动态性能指标。4.3.2 小信号模型分析法小信号模型分析法1. BJT的的H参数及小信号模型参数及小信号模型建立小信号模型的意义建立小信号模型的意义建立小

10、信号模型的思路建立小信号模型的思路 当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。处理。 由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是将非线性器件做分析非常困难。建立小信号模型，就是将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。4

11、.3.2 小信号模型分析法小信号模型分析法BJT双口网络双口网络)mA()mV(26)1(200EQbeIr 1. H参数小信号模型参数小信号模型rbbBJTBJT的输入的输入电阻电阻2. 小信号模型分析法的分析步骤小信号模型分析法的分析步骤（1 1）遵循遵循“先静态后动态先静态后动态”的原则，静态分析时应利用直的原则，静态分析时应利用直流通路，动态分析时应利用交流通路或交流等效电路。只有流通路，动态分析时应利用交流通路或交流等效电路。只有在静态工作点合适的情况下，动态分析才有意义。静态在静态工作点合适的情况下，动态分析才有意义。静态IE的的值用来求值用来求rbe。（2 2）画出放大电路的交流

12、等效电路，并求出画出放大电路的交流等效电路，并求出rbe。（3 3）根据要求求解动态参数根据要求求解动态参数Av，Ri，Ro。4.3.2 小信号模型分析法小信号模型分析法4.3.2 小信号模型分析法小信号模型分析法3. 用小信号模型分析基本共射极放大电路用小信号模型分析基本共射极放大电路（1）利用直流通路求）利用直流通路求Q点点 共射极放大电路共射极放大电路bBEQBBBQRVVI 一般硅管一般硅管VBEQ=0.7V，锗管，锗管VBEQ=0.2V， 已知已知。BQCQII LCQcCEQCCCEQRIRVVV)( 3. 用小信号模型分析基本共射极放大电路用小信号模型分析基本共射极放大电路（2）

13、画小信号等效电路）画小信号等效电路H参数小信号等效电路参数小信号等效电路3. 用小信号模型分析基本共射极放大电路用小信号模型分析基本共射极放大电路（3）求放大电路动态指标）求放大电路动态指标)(bebbirRi vbcii )/(LccoRRi v则电压增益为则电压增益为)()/()()/()()/(bebLcbebbLcbbebbLcciorRRRrRiRRirRiRRiA vvv（可作为公式）（可作为公式）电压增益电压增益小信号等效电路小信号等效电路共射极放大电共射极放大电路的输出电压与路的输出电压与输入电压相位相输入电压相位相反，即输出电压反，即输出电压滞后输入电压滞后输入电压18018

14、0 3. 用小信号模型分析基本共射极放大电路用小信号模型分析基本共射极放大电路（3）求放大电路动态指标）求放大电路动态指标输入电阻输入电阻输出电阻输出电阻令令0i v0b i0b iRo = Rc 所以所以bebbbebbbiiiirRirRiiiR )( vv LsR,0ttovviR例例4.3.2 krRivRbebiii8660.| kRRco4CLLbeLbbebLbiovRRRrRriRivvA|. 492如图所示电路中如图所示电路中BJT的的=40, rbb=200,VBEQ=0.7V，其他元件参数如图所示。，其他元件参数如图所示。试求该电路的试求该电路的Av、Ri、Ro。若。若R

15、L开开路，则路，则Av如何变化？如何变化？解解:(1)画出电路的小信号等效电路画出电路的小信号等效电路(2)求求IEQ及及rbemARVVIIbBEQCCBQEQ61. 8661EQTbbbeIVrr)(3)求求Av、Ri、Ro(4)当当RL开路时开路时:8184. beCbiovrRvvA增益变大增益变大4. 小信号模型分析法的适用范围小信号模型分析法的适用范围 放大电路的输入信号幅度较小，放大电路的输入信号幅度较小，BJTBJT工作在其工作在其V VI I特性特性曲线的线性范围（即放大区）内。曲线的线性范围（即放大区）内。H H参数的值是在静态工作参数的值是在静态工作点上求得的。所以，放大

16、电路的动态性能与静态工作点参数点上求得的。所以，放大电路的动态性能与静态工作点参数值的大小及稳定性密切相关。值的大小及稳定性密切相关。优点优点： 分析放大电路的动态性能指标分析放大电路的动态性能指标(Av 、Ri和和Ro等等)非常方便，非常方便，且适用于频率较高时的分析。且适用于频率较高时的分析。缺点缺点： 在在BJT与放大电路的小信号等效电路中，电压、电流等与放大电路的小信号等效电路中，电压、电流等电量及电量及BJT的的H参数均是针对变化量参数均是针对变化量(交流量交流量)而言的，不能用而言的，不能用来分析计算静态工作点。来分析计算静态工作点。作业作业P188： 4.3.9，4.3.10，4.3.12