7放大电路的分析方法.docVIP

一、复习引入 一般情况下，在放大电路中直流量和交流信号总是共存的。对于放大电路的分析一般包括两个方面的内容：静态工作情况和动态工作情况的分析。前者主要确定静态工作点（直流值），后者主要研究放大电路的动态性能指标。 二、新授 （一）估算法 工程估算法也称近似估算法，是在静态直流分析时，列出回路中的电压或电流方程用来近似估算工作点的方法，本章的静态工作点求解，就应用了近似估算法。例如在UCCUBE条件下，由基极回路得 IB=(UCC-UBE)/Rb≈UCC/Rb 如果三极管工作在放大区，则 IC≈βIB 由图的输出回路，有UCE=UCC-ICRC 对于任何一种电路只要确定了IC、UCE，即确定了电路的静态工作点。 在电子元器件选择计算时，常用经验公式。这些公式就是运用估算法得出的。 （二）微变等效电路分析法 三极管的微变等效模型 所谓“微变”是指微小变化的信号，即小信号。在低频小信号条件下，工作在放大状态的三极 管在放大区的特性可近似看成线性的。这时，具有非线性的三极管可用一线性电路来等效，称之为微变等效模型。 （1）三极管基极与发射极之间等效交流电阻rbe 当三极管工作在放大状态时，微小变化的信号使三极管基极电压的变化量△uBE只是输入特性曲线中很小的一段，这样△iB与△uBE可近似看作线性关系，用一等效阻rbe来表示，即 rbe= △uBe/△iB ? rbe称为三极管的共射输入电阻，通常用下式估算 rbe=rbb’+(1+β)re 对于低频小功率管rbb′约为几百欧（常取300）， 高频管和大功率管约为几欧至几十欧。根据PN结的伏安特性可导出室温下发射结结电阻re= UT/IE=26mV/IE ,IE为发射极静态电流，单位为mA。因此，对于低频小功率管，rbe=估算式可写成 rbe≈300+(1+β)UT/IE=300+(1+β)26mV/IEmA rbe≈300+β26mV/IcmA(） rbe是动态电阻，只能用于计算交流量，式仅适用于0.1mA＜IC＜5mA范围内，否则将产生较大误差。 （2）三极管集电极与发射极之间等效为受控电流源 工作在放大状态的三极管，其输出特性可近似看作为一组与横轴平行的直线，即电压uCE变化时，电流IC几乎不变，呈恒流特性。只有基极电iB变化，ic才变化，并且ic=βiB，因此，三极管集电极与发射极之间可用一受控电流βiB来等效，其大小受基极电流ib的控制，反映了三极管的电流控制作用。图中，受控电流源βiB 也可用 gmub’e表示。gm为比例系数，称为跨导，它定义为 gm=ic/ube’|ucc=0=1/re gm表示基极电压对集电极电流的控制能力，单位为毫西门子（ms）gm为一实数，与三极管工作点有关，而与频率无关。gm越大，管子的放大能力越强。 由此，由此得出图所示三极管简化微变等效电路。 （a） （b） 图1 三极管简化微变等效电路 三极管放大电路的微变等效电路分析 三极管的微变等效电路分析法只能用于放大电路的动态分析，而不能用于静态分析。画出共射基本放大电路的微变等效电路，如图2所示。 从图中可以看出，输入电阻Ri为Rb与rbe的并联值，所以输入电阻为 图2 Ri基本共射电路的微变等效电路 Ri=Rb//rbe≈rbe 当us被短路时，ib=0,ic=0，从输出端看进去，只有电阻Rc，所以输出电阻为 R0=RC 从图2中输入回路可以看出 Ui=ibrbe 令RL′=RC//RL，其输出电压为UO=-ic(RC//RL)=-icRL′=-βibRL′ 因此，电压放大倍数为 Au=uo/ui=-iβRL/rbe 式中，负号表示U0志ur相位相反。 源电压放大倍数为 Aus= uo/ui= ui/us·uo/ui= 由于Rbrbe,可得 Aus=Rb//rbe/(Rs+Rb)//rbe·Au≈-rbe/(Rs+rbe)·βRL′/ rbe=βRL′(Rs+rbe) 例1 某电子设备中一级放大电路如图1（a），试估算Au、Aus、Ri、Ro 。 解：首先画出该电路的交流通路如图2（a））)≈998 注意!若ic未知,则必须通过静态分析先求出IC。 （a）电路图 （b）交流通路 （c）微变等效电路 （d）求的等效电路 图3 例1的图 （2）求输入电阻Ri 从图3（c）可以看出，输入电阻Ri为Rb1、Rb2与、Rel支路的等效电阻Ri′三者并联。rbe与Rel中流过电流不同，流过rbe的电流为ib，而流过Rel的电流为ie，故r