三极管的分析与计算.pptVIP

3.3 放大电路的分析方法 * 3.3 放大电路的分析方法 3.3.1 图解法 3.3.2 估算法 通常采用图解法和估算法对放大电路的基本性能进行分析。 3.3.1 图解法 图解法：利用晶体管特性曲线，通过作图分析放大器性能。 一、用图解法分析静态工作点 1.直流负载线 图3.3.1 放大器的输出回路 图3.3.2 静态工作点的图解分析 由直流通路得　　和　 关系的方程为 　　　VCE=VG - ICRC 　 （3.3.1） 　 根据式3.3.1在图3.3.2晶体管输出特性曲线族上作直线 　　，斜率是　　。由于　是直流负载电阻，所以直线　　 称为直流负载线。 2.静态工作点的图解分析 图3.3.2 静态工作点的图解分析 　　如图 3.3.2 所示，若给定　　　　，则曲线　　　　与直线　　的交点　，即为静态工作点。过　点分别作横轴和纵轴的垂线得对应的　　、　。由于晶体管输出特性是一组曲线，所以，对应不同的　　，静态工作点　的位置也不同，所对应的　　、　也不同。 二、用图解法分析输出端带负载时的放大倍数 1.交流负载线 交流通路 交流负载电阻为 过Q点，作斜率　　为的直线，得交流负载线　　　。 2.放大倍数的图解分析 　 如图3.3.4所示。根据　的变化范围　 和　　，得到工作点的变化范围　、　，可得输出电压的动态范围　　　　　　。 　 所以输出电压的幅值　　　　　　　　若输入信号的幅值为　　，则放大器的电压放大倍数　 三、静态工作点与波形失真的图解 1．饱和失真 　　如果静态工作点接近于　　，在输入信号的正半周，管子将进入饱和区，输出电压 波形负半周被部分削除，产生“饱和失真”。 2．截止失真 　 如果静态工作点接近于　，在输入信号的负半周，管子将进入截止区，输出电压　　波形正半周被部分削除，产生“截止失真”。 3．非线性失真 　 饱和失真和截止失真统称为非线性失真。是由于管子工作状态进入非线性的饱和区和截止区而产生的。为了获得幅度大而不失真的交流输出信号，放大器的静态工作点应设置在负载线的中点 处。 一、估算静态工作点 3.3.2 估算法 估算法：应用数学方程式通过近似计算来分析放大器的性能。 由放大器的直流通路得出估算静态工作点的公式： 解 [例3.3.1]　图3.3.6的放大器，设　　　　，　　　　，　　　 　　　 ，试估算静态工作点。 ，若晶体管电流放大系数 图3.3.6 估算静态工作点 二、估算输入电阻、输出电阻和放大倍数 1.晶体管输入电阻rbe的估算公式 　 晶体管的输入电阻rbe：晶体管基极和发射极之间交流电压vi与相应交流电流ib之比。　　 估算公式为： 　 rbb是晶体管基区电阻，在小电流（IEQ约几毫安）情况下，低频小功率管约为300Ω，因此，在低频小信号时， 　　　　　　　　　　　　　　　 　　从式可见，rbe与静态电流IEQ有关，静态工作点不同，rbe取值也不同。常用小功率管的rbe约为1kΩ左右。 2. 放大器的输入电阻ri和输出电阻ro （1）输入电阻ri 输入电阻ri：从放大器输入端看 进去的交流等效电阻。 从图中可以看出， 　　　 一般　　　　，所以 图3.3.8放大器的交流通路 　ri表示放大器从信号源吸取信号幅度的大小。ri越大，信号源内阻损耗越小，放大器得到的有效输入信号越大。 结论：单级放大器的输入电阻ri近似等于晶体管的输入电阻rbe。 ro表示放大器带负载的能力。输出电阻越小，输出信号时，自身损耗越小，带负载的能力越强。 （2）输出电阻ro 输出电阻ro：从放大器输出端（不包括外接负载电阻）看进去的交流等效电阻。 因晶体管输出端在放大区呈现近似恒流特性，其动态电阻很大，所以输出电阻近似等于集电极电阻。即 图3.3.8 交流通路 3. 估算放大倍数的公式 放大器输出端外接负载电阻 时，等效负载电阻 ，故　 　　　　　　　,即 解 [例3.3.2] 单级放大器中， 倍数　 。 时，电压放大 。求输出端带负载电阻 晶体管 ，设静态电流 *