由于交流信号均叠加在静态工作点上,且交流信号幅度很小,因此对工作在放大模式下的电路进行分析时,应先进行直流分析,后进行交流分析。
放大电路的分析方法放大电路的分析方法
直流分析法分析指标: IBQ 、 ICQ 、 UCEQ
分析方法:估算法、图解法
交流分析法分析指标: Au 、 Ri 、 Ro
分析方法:图解法、微变等效电路法
3.1 共射基本放大电路的静态分析
UO+
-
UiUS
RS
RB
C1
RC
++V
C2
RL
-
+VCC
+
1. 静态工作点的估算
RUU
Ib
BEQCC
BQ
II BQCQ
RIUU CCQCCCEQ
放大器的静态工作点放大器的静态工作点
例 2.1 用估算法计算静态工作点。
已知: VCC=12V , RC=4k , Rb=300k , =37.5 。
解:Aμ400.04mA
300
12
b
CCB
R
VI
mA5.104.05.37BC II 6V41.512CCCCCE RIVU
请注意电路中 IB 和 IC 的数量级
+
+
+
CT
b1
CC
R b
V
L
+u
oR
-u+
-i
b2CcR
即利用三极管的输入、输出特性曲线与管外电路所确定的负载线,通过作图的方法进行求解。
要求:已知三极管特性曲线和管外电路元件参数。
优点:便于直接观察 Q 点位置是否合适,输出信号波 形是否会产生失真。
2. 图解法确定静态工作点
( 1 )由电路输入特性确定 IBQ ( 也可直接计算出 IBQ )
写出管外输入回路直流负载线方程 (UBE IB)
。
图解法分析步骤:
在输入特性曲线上作直流负载线。 找出对应交点,得 IBQ 与 UBEQ 。
( 2)由电路输出特性确定 ICQ 与 UCE
Q 写出管外输出回路直流负载线方程 (UCE IC)
。 在输出特性曲线上作直流负载线。 找出负载线与特性曲线中 IB =IBQ 曲线的交点, 即 Q 点,得到 ICQ 与 UCEQ 。
例 2.2 已知电路参数和三极管输入、输出特性曲线, 试求 IBQ 、 ICQ 、 UCEQ 。
Q
• 输入回路直流负载线方程 UBE=VBB-IBRB
VBB
VBB/RB
UBEQ
IBQ
+ -
IB
VBB
IC
- +VCC
RB
RC+
-UBE
+
-
UCE
• 输出回路直流负载线方程 UCE=VCC-ICRC
IC
UCE0UBE
IB
0
IB = IBQ
VCC
VCC/RC
QICQ
UCEQ
3.2 共射基本放大电路的动态图解分析
确定静态工作点 (方法同前 )。 画交流负载线。
画波形,分析性能。
过 Q 点、作斜率为 -1/RL 的直线即交流负载线。其中 RL= RC // RL
分析步骤 :
图解法直观、实用,容易看出 Q 点设置是否合适,波形是否产生失真,但不适合分析含有电抗元件的复杂电路。同时在输入信号过小时作图精确度降低。
例 2.3 输入正弦信号时,画各极电压与电流的波形。
t
uBE0
Q
uBE
iB
0
iC
uCE0
Q
t
iB
IBQ
iC
t
ICQ
t
uCE0
-1/RL
VCEQ
ib
ui + -
iB
VBB
iC
VCC
RB
RC+
-
uBE
+
-
uCE+
-
+ -
RL
C1
C2
结论:( 1 )放大电路中的信号是交直流共存,可表示成:
ceCECE
cCC
bBB
beBEBE
uUu
iIi
iIi
uUu
虽然交流量可正负变化,但瞬时量方向始终不变
( 2 )输出 uo 与输入 ui 相比,幅度被放大了,频率不变,但相位相反。
ui
tuBE
tiB
tiC
tuCE
tuo
t
基本放大电路的放大作用
----- 失真分析
在放大电路中,输出信号应该成比例地放大输入信号(即线性放大);如果两者不成比例,则输出信号不能反映输入信号的变化情况,放大电路将产生非线性失真。
为了得到尽量大的输出信号,要把 Q 点设置在交流负载线的中间部分。如果 Q 点设置不合适,信号进入截止区或饱和区,会造成非线性失真。
静态工作点对波形的影响
Q 点在中点,动态范围最大,输出波形不易失真。
Q 点波动对输出波形的影响:
Q 点升高,不失真动态范围减小,输出易饱和失真。Q 点降低,不失真动态范围减小,输出易截止失真。
Q
iC
t
ICQ
t
vCE0VCEQ
ib
Qib
ib
iC
vCE0Q
动态工作原理图解法动态工作原理图解法