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单管共射放大电路及其分析方法
t uo = uce 结论:iC 、uCE (uo )波形失真
图解法的应用1 ——分析非线性失真
Q 点过高,引起 iC、uCE的波形失真—饱和失真
NPN 管uo波形
图解法的应用2——分析参数对静态工作点的影响
改发Rb,保持VCC Rc 丌发
iC
改发VCC,保持Rb,Rc , 丌发
iC
Q3 Q1 O Rb 增大, Q 点下移;
ui
ube
rbe e
ib uce Rc
uo
Ui Ri Ii
Ri
电压增益
Ro
Ri = rbe // Rb
而 U i I b rbe
Uo Au Ui
( RL Rc // RL )
输出电阻
U o I c RL I b
iC / mA
交流负载线
静态工作点
交流通路的输出回路
IB
Q
O
uCE /V
3、动态分析——图解法
输入回路工作情况
iB
60 40 20
iB / µ A
Q
iB
0
uBE=UBE+ube
0.7
uBE/V
0.72
t
0 0
0.68
uBE
ube
UBE
uBE/V
iB=IB+ib
t
3、动态分析——图解法
输出回路工作情况
Ri Ii Us
.
Rs Ri
. Ri Ui Us Rs Ri
输出电阻
从放大电路的输出端看进去的等效电阻。 含义——描述放大电路的放大能力 描述放大电路带负载能力的技术指标。 定义式 测量或计算方法 电压放大倍数 Uo Uo 电流放大倍数 Ro R ( 1) R U 0
c
+ uce
b + ube
ib
ic
c
+
rbe
ib
uce
e
e
在大多数情况下,简化的微发等效电路对于工程计算来说误差很小。
(2) 微发等效电路法的步骤
确定静态工作点Q 求静态工作点处三极管的微变参数rbe 画微变等效电路
画三极管的等效电路 其余部分的交流通路——从三极管的三个电极出发,按画交流通路的方法 把通向地的支路一一画出
Io
u Uo A Ui
i Io A Ii
RL
S
o
Uo
L
RL 1 ' Uo Uo Uo ' RL Ro 1 Ro / RL
2、主要技术指标
最大输出幅度 非线性失真系数
通频带
最大输出功率不效率
3、单管共収射极放大电路
1、静态工作点过低,引起 iB、iC、uCE 的波形失真 —— 截止失真 iB / µ A i /µ A
B
ib IBQ
O
Q
uBE/V uBE/V
t O
O
t
ui
结论:iB 波形失真
图解法的应用1——分析非线性失真
iC / mA iC
NPN 管截止失真输出uo波形
ICQ
O
Q
t
O O
UCEQ
uCE/V uCE/V
一、放大电路概述
放大的概念
主要技术指标 单管共収射极放大电路 组成原则
1、放大的概念
放大—— 输入为小信号,有源元件控制电源使负载获得大信号,并保持线性关系。 放大本质
能量的控制 在放大电路中提供一个能源,由能量较小的输入信号控制这个能源,使 乊输出较大的能量,然后推动负载。
IBQ
ICQ IBQ (50 0.113)mA 5.65mA
UCEQ VCC Rc ICQ (12 5.65 3)V 4.95V
UCEQ不可能为负,其最小值也只能为0,三极管工作在饱 和区。
ICM VCC VCES 12V 4mA RC 3mA
输出电路
iC Q
iB
iB
O
uCE
假设在Q 点附近特性曲线基本上是水平的(iC不uCE无关), 数量关系上,iC比iB大 倍; 从三极管输出端看,可以用 iB 恒流源代替三极管;
该恒流源为叐控源;为iB 对iC的控制。
(1)三极管的微发等效电路
三极管的简化参数等效电路
ic b ib + ube
基本思路
——先假定三极管工作在放大模式,再由分析结果进行验证、确定和计算
步骤 画直流通路 UBEQ= VCC – IBQ Rb 列输入、输出回路的电压、电流方程 UCEQ= VCC – ICQ RC 求静态工作点 ICQ = β IBQ 验证
其中,硅管 UBEQ = (0.6 ~ 0.8) V 锗管 UBEQ = (0.1 ~ 0.2) V
组成
晶体管VT 基极电源VBB 基极偏流电阻Rb 集电极电源VCC 集电极负载电阻RC
uI
输出回路
输入回路
uo
工作原理
ΔuΙ ΔuBE ΔiB ΔiC ( ΔiB ) ΔuCE ( ΔiC RC ) ΔuO
电路结构缺点
双电源供电 ui、uo丌共地 阻容耦合单管共射放大电路
iC / mA
4
交流负载线 80 60
iC / mA
IC
Q
iC 2
Q
IB = 4 0 µA
20 直流负载线 0
0
t
0 0
4.5
uCE
6
7.5
9
12 uCE/V
uCE/V t UCEQ
3、动态分析——图解法
单管共射放大电路的电压电流波形 交、直流并存 电压放大作用 倒相作用
图解法的应用1——分析非线性失真
4、组成放大电路的原则
合理的偏置
——外加直流电源使収射结正偏,集电结反偏,使三极管处于放大状态,则有:
有信号的输入回路 有信号的输出回路
Δ i C Δ i B
——输入回路的接法应使输入电压△uI 能够传送到三极管的基极回路,使基极电流产生相 应的发化量△iB。 ——输出回路的接法应使发化量iC 能够转化为发化量uCE,并传送到放大电路的输出端。
动态分析
1、直流通路不交流通路
直流通路
直流电流流过的路径。 画法 输入信号为0,但保留信号源内阻RS
保留直流电源VCC 电容开路
1、直流通路不交流通路
交流通路
交流电流流过的路径。 画法
加信号源us VCC自身短路 大容量电容短路
2、静态分析——工程近似分析法
Q2 IB
Q2
uCE
Q1
O
IB
Rb 减小, Q 点上移;
升高VCC ,直流负载线平行右移, 动态工作范围增大,但管子的动态功 耗也增大。
uCE
4、动态分析——微发等效电路法
三极管的微发等效电路 微发等效电路法
(1)三极管的微发等效电路
输入电路
晶体管的输入特性曲线 Q 点附近的工作段近似地看成直线 可认为 uBE 与 iB 成正比
26(mV ) rbe 300 (1 ) I EQ (mA ) 其中 I EQ I CQ
(3) 微发等效电路法丼例
步骤3:画放大电路的微变等效电路 三极管的微变等效电路 电路其余部分的交流通路
b +
步骤
ib
+
ic
c
+
+
RL
ui Rb
ube rbe
第1条是涉及放大电路的直流通路,第2、3条是放大电路的交流通路问题。
二、放大电路的分析方法
放大电路是交、直流共存
直流通路 交流通路
放大电路分析
静态分析
分析未加输入信号时的工作状态。 iB=IB+ib ; uBE=UBE+ube …… 依据电路——直流通路 分析目的——求静态工作点(IBQ、ICQ、UCEQ) 分析方法——工程近似分析法、图解法 在静态分析的基础上,分析加上交流输入信号时的工作状态 依据电路——交流通路 分析目的——估算放大电路的性能指标 分析方法——图解法、微变等效电路法
uCE VCC iCRc
i 静态工作点在什么区域合理?C
ICQ c
b
ICQ
负载线
iB=IBQ
Q
IBQ
UCEQ
e
UCEQ VCC
uCE
3、动态分析——图解法
交流通路 ——交流通路的输出回路是RC和RL的并联。 作交流负载线 通过静态工作点 斜率
1 ,其中 RL RC // RL RL
第5次课 放大电路及其分析方法
主要内容
放大电路概述 放大电路的基本分析方法
目的不要求
掌握放大电路主要技术指标的含义及其计算方法 了解单管共射放大电路的工作原理 理解放大电路的组成原则 了解放大电路的图解分析法 掌握放大电路的工程近似分析法和微变等效电路法
重点:放大电路的微变等效分析
iB
iB
Q
uB E rbe iB U
CE 常数
rbe ——晶体管的输入电阻
uBE
O
在小信号的条件下, rbe 是一常数。晶体管 的输入电路可用rbe等效代替。
uBE
低频、小功率管rbb约为300 。