基本放大電路圖解分析法實用教案

1、內(nèi)容(nirng)回顧1.掌握(zhngw)放大電路的靜態(tài)工作點的計算:1221bBEQbBEQCCBQRURUVIIIBQCQIIcCQCCCEQRIVU靜態(tài)工作(gngzu)點(Q)的計算: （無RL時）IBQI1I2ICQ+UCEQ-第1頁/共57頁第一頁，共58頁。12bBEQbBEQCCBQRURUVIBQCQIIRIVULCQCCCEQ靜態(tài)工作點(Q)的計算(j sun): ( RL存在時）LCCCLCCRRVRVCLLRRR/利用(lyng)戴維南定理：IBQI1I2ICQ+UCEQ-第2頁/共57頁第二頁，共58頁。放大(fngd)電路的靜態(tài)工作點(Q)的計算:bBEQCCBQ

2、RUVIBQCQIIcCQCCCEQRIVUIBQICQ+UCEQ-第3頁/共57頁第三頁，共58頁。2.掌握放大電路(dinl)的直流通路、交流通路的畫法。對于(duy) 放大電路的直流通路：將放大電路中 1） 電容視為開路； 2） 電感線圈視為短路（即忽略線圈電阻）； 3） 信號源視為短路，但應(yīng)保留其內(nèi)阻。對于放大電路的交流通路：將放大電路中 1）容量大的電容（如耦合電容）視為短路(dunl)； 2）無內(nèi)阻的直流電源（如+VCC）視為短路(dunl)。第4頁/共57頁第四頁，共58頁。放大電路(dinl)分析靜態(tài)(jngti)分析動態(tài)分析估算( sun)法圖解法微變等效電路法圖解法計算機仿

3、真 分析放大電路的基本思想就是在理解放大電路工作原理的基礎(chǔ)上分別求放大電路的靜態(tài)工作點和各項動態(tài)參數(shù)。第5頁/共57頁第五頁，共58頁。圖解法的應(yīng)用(yngyng)1. 確定(qudng)靜態(tài)工作點（靜態(tài)分析）。2. 計算(j sun)電壓放大倍數(shù)（動態(tài)參數(shù)的分析）。3. 分析放大電路的非線性失真。4. 分析電路參數(shù)對放大電路工作性能的影響。5. 分析放大電路最大輸出電壓。 利用晶體管的輸入、輸出特性曲線，電路利用晶體管的輸入、輸出特性曲線，電路參數(shù)及回路方程，作圖參數(shù)及回路方程，作圖確定確定Q Q及及進行動態(tài)分進行動態(tài)分析析。此方法直觀形象。此方法直觀形象。2.3.2 圖解法：第6頁/共57

4、頁第六頁，共58頁。 圖解法：就是 利用(lyng)晶體管的特性曲線和放大電路其他元件的特性，用作圖的方法來分析電路。第7頁/共57頁第七頁，共58頁。線性部分：外圍(wiwi)電路-滿足電路定律非線性部分：T，滿足(mnz)iB和uBE、iC和uCE的關(guān)系外電路內(nèi)電路外電路第8頁/共57頁第八頁，共58頁。iBuBE1. 輸入回路(hul)：IBQ和UBEQ的求解：一、靜態(tài)工作點的分析(fnx)（ui=0）計算Q第9頁/共57頁第九頁，共58頁。iBuBEbBBBBERiVuVBBbBBRVQBQIBEQU輸入(shr)回路直流負載線方程第10頁/共57頁第十頁，共58頁。2. 輸出回路(h

5、ul)：ICQ和UCEQ的求解iCuCE第11頁/共57頁第十一頁，共58頁。一、靜態(tài)(jngti)工作點的分析（ui=0）iCuCEVCCCCCRVQCQICEQUBQICCCCCERiVu輸出回路直流負載(fzi)線方程第12頁/共57頁第十二頁，共58頁。利用(lyng)作圖法確定Q的方法步驟：1、畫出晶體管的輸入(shr)、輸出特性曲線;2、根據(jù)輸入回路(hul)得到輸入回路(hul)負載線 確定IBQ；3、根據(jù)輸出回路得到輸出回路負載線 確定Q；第13頁/共57頁第十三頁，共58頁。二、典型(dinxng)放大電路動態(tài)的分析（ui0）計算Au 1、輸入回路bBIBBBERiuVu輸入

6、回路(hul)交流負載線方程第14頁/共57頁第十四頁，共58頁。bBIBBBERiuVu第15頁/共57頁第十五頁，共58頁。2、輸出(shch)回路CCCCCERiVu輸出回路交流負載(fzi)線方程第16頁/共57頁第十六頁，共58頁。CCCCCERiVu第17頁/共57頁第十七頁，共58頁。bCiiBCII典型(dinxng)放大電路放大倍數(shù)的分析IOICEuuuuuA第18頁/共57頁第十八頁，共58頁。1、引起放大電路非線性失真的(zhn de)原因： 1）晶體管特性的非線性； 2）Q點的位置不合適： Q點偏低或 Q點偏高； 3）輸入信號太大。 均可以引起非線性失真三、分析(fnx

7、)放大電路的非線性失真第19頁/共57頁第十九頁，共58頁。 Q點偏低產(chǎn)生非線性失真-截止失真（對于(duy)uO 頂部平頂失真）Q交流負載線iC0t0iCiBuCEuCE0t(a)第20頁/共57頁第二十頁，共58頁。Q交流負載線iCiCiB0tuCEuCE0(b)t0Q點偏高產(chǎn)生(chnshng)的非線性失真-飽和失真（對于uO底部平頂失真）第21頁/共57頁第二十一頁，共58頁。？思考思考： Q點合適，如果輸入信號過大，會發(fā)生什么現(xiàn)象？2、非線性失真的類型：1） Q點偏低引起的截止(jizh)失真；2） Q點偏高引起的飽和失真；3） 輸入信號過大引起的雙失真。第22頁/共57頁第二十二頁

8、，共58頁。3、避免晶體管放大電路產(chǎn)生非線性失真采取(ciq)的手段：1）選擇線性好的晶體管；2）選擇放大電路合適的Q;3）輸入信號不能太大，放大電路放大的是小信號。第23頁/共57頁第二十三頁，共58頁。根據(jù)基本放大電路(dinl)Q的估算：四、分析電路參數(shù)(cnsh)對放大電路Q的影響。bBEQBBBQRUVICCQCCCEQRIVUBQCQII電路(dinl)參數(shù)：Rb 、 RC、VCC 、VBB，晶體管參數(shù)：UBE、 第24頁/共57頁第二十四頁，共58頁。1、Rb對放大電路Q的影響(yngxing)Rb增大Q沿曲線向下移 輸入負載線斜率減小。RbQQbBEQBBBQRUVI第25頁/

9、共57頁第二十五頁，共58頁。Rb對放大電路Q的影響(yngxing)在輸出負載線： Rb增大Q沿負載線向下移。RbQQ第26頁/共57頁第二十六頁，共58頁。2. RC對放大電路Q的影響RC增大(zn d)Q沿輸出特性曲線線向左移(負載線斜率變小） 。RcQQCCQCCCEQRIVU第27頁/共57頁第二十七頁，共58頁。3、VCC對放大電路Q的影響VCC增大Q沿輸出特性曲線(qxin)線向右移(負載線斜率不變）。VccQQCCQCCCEQRIVU第28頁/共57頁第二十八頁，共58頁?？偨Y(jié)： 1. Rb ( RC 、VCC不變）的變化在負載線上表現(xiàn)為: Rb增大(zn d)Q沿負載線向下移

10、, Rb減小Q沿負載線向上移。Rb的大小決定Q對應(yīng)的特性曲線。 RC 、VCC不變負載線的斜率及與橫軸的交點位置不變。第29頁/共57頁第二十九頁，共58頁?？偨Y(jié)： 2. RC ( Rb 、VCC不變）的變化在負載線上表現(xiàn)為: RC增大負載線的斜率減小, RC減小負載線的斜率增大。RC的大小(dxio)決定負載線斜率的大小(dxio)。 Rb、VCC不變 Q對應(yīng)的輸出特性曲線及負載線與橫軸的交點位置不變。第30頁/共57頁第三十頁，共58頁?？偨Y(jié)： 3. VCC (RC 、Rb不變）的變化在負載線上表現(xiàn)為:VCC增大Q沿輸出特性曲線線向右移(負載線斜率不變，即負載線平移）。VCC的大小決定負載

11、線與橫軸的交點(jiodin)位置。 Rb 、 RC不變Q對應(yīng)的輸出特性曲線及負載線的斜率不變。第31頁/共57頁第三十一頁，共58頁。五、 分析放大電路(dinl)最大輸出電壓：最大輸出(shch)電壓的幅值為VCC-UCEQ和UCEQ-UCES中較小的。第32頁/共57頁第三十二頁，共58頁。圖解法的特點圖解法的特點(tdin)：直觀形象，可以分析直觀形象，可以分析(fnx)Q點位置是否合適點位置是否合適分析分析(fnx)非線性失真。非線性失真。依賴于特性曲線；依賴于特性曲線；易產(chǎn)生測量誤差；易產(chǎn)生測量誤差；不適于頻率較高的情況不適于頻率較高的情況(qngkung)；較復(fù)雜的電路無法分析；

12、較復(fù)雜的電路無法分析；第33頁/共57頁第三十三頁，共58頁。 例:電路如圖（a）所示，圖（b）是晶體管的輸出特性，靜態(tài)時UBEQ0.7V。利用(lyng)圖解法分別求出RL和RL3k時的靜態(tài)工作點和最大不失真輸出電壓Uom（有效值）。第34頁/共57頁第三十四頁，共58頁。解: :空載(kn zi)(kn zi)時根據(jù)電路的輸入回路得到: :ABQARUVI20bBEBBBQ根據(jù)電路(dinl)(dinl)的輸出回路電壓方程 uCE=VCC-iCRC uCE=VCC-iCRC；畫出輸出回路負載線A-BA-B；確定(qudng)ICQ(qudng)ICQ2mA2mAIBQICQUCEQ確定Q:

13、 IBQ20A，ICQ2mA, UCEQ6V.第35頁/共57頁第三十五頁，共58頁?？蛰d時最大不失真輸出(shch)(shch)電壓峰值約為 6- 6-0.7=5.3(V)0.7=5.3(V)，有效值約為5.3/ =3.75V。2ABQ QIBQICQUCEQ第36頁/共57頁第三十六頁，共58頁。帶載時：根據(jù)電路的輸入回路得到IBQ20A，根據(jù)電路的輸出(shch)回路電壓方程uCE= VCCiCRL畫出輸出(shch)負載線A-C,最大不失真(sh zhn)(sh zhn)輸出電壓峰值約為3-0.7=2.3(V)3-0.7=2.3(V)，有效值約為1.63V1.63V。AC確定(qudn

14、g) ICQ(qudng) ICQ2mA2mA，UCEQUCEQ3V3V；VCCVCC第37頁/共57頁第三十七頁，共58頁。 理解圖解法分析理解圖解法分析(fnx)電路的方法，會分析電路的方法，會分析(fnx)失真和求最大輸出電壓。失真和求最大輸出電壓。作業(yè)(zuy) P138(圖140） 習題2.4 （有效值=最大值/ ）2小結(jié)小結(jié)(xioji):第38頁/共57頁第三十八頁，共58頁。【例】用圖解法分析帶負載電阻【例】用圖解法分析帶負載電阻RL的阻容共射的阻容共射 電路靜態(tài)電路靜態(tài)(jngti)和動態(tài)指標。和動態(tài)指標。已知已知UBEQ，IBQ用估算用估算( sun)法法得到得到:bBEQ

15、CCBQRUVI第39頁/共57頁第三十九頁，共58頁。1.用圖解法分析用圖解法分析(fnx)電路電路QCCCCCERiVu1.靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點Q一、靜態(tài)工作點的分析（ui=0）iCuCEVCCCCCRVBQIQUCEQICQ第40頁/共57頁第四十頁，共58頁。iBiBEQibtuit2、用圖解法分析電路動態(tài)指標、用圖解法分析電路動態(tài)指標 輸入端的信號的控制輸入端的信號的控制(kngzh)情況情況iBEQBEuUu第41頁/共57頁第四十一頁，共58頁。)/(LCcceRRiu只考慮交流只考慮交流(jioli)信號時，輸出信號時，輸出回路的外電路特性稱為交回路的外電路特性稱為交流負載線。

16、流負載線。3、用圖解法分析電路動態(tài)指標、用圖解法分析電路動態(tài)指標輸出端的信號控制輸出端的信號控制(kngzh)情況情況第42頁/共57頁第四十二頁，共58頁。一、靜態(tài)工作(gngzu)點的分析（ui=0）iCuCEVCCCCCRVBQI直流負載(fzi)線交流(jioli)負載線最大輸出電壓的值為 和UCEQ-UCES中較小的。)/(CLCQRRI動態(tài)工作點在Q點附近沿交流負載線移動！第43頁/共57頁第四十三頁，共58頁。 平移AC得到的直線為阻容耦合放大電路的輸出回路(hul)輸出負載線AC第44頁/共57頁第四十四頁，共58頁?！纠纠?】畫出電路的直流通】畫出電路的直流通(litng)

17、路和交流通路和交流通(litng)路。路。1、畫出直流通、畫出直流通(litng)路：路：例題例題(lt)第45頁/共57頁第四十五頁，共58頁。2、畫出電路的交流、畫出電路的交流(jioli)通路。通路。第46頁/共57頁第四十六頁，共58頁?！纠纠?】畫出電路】畫出電路(dinl)的交流通路。的交流通路。第47頁/共57頁第四十七頁，共58頁?！纠纠?】分析所示各電路是否能夠放大正弦交流信號】分析所示各電路是否能夠放大正弦交流信號(xnho)，簡述理由，簡述理由 輸入信號直接加在了Tb-eTb-e之間，沒有(mi (mi yu)yu)加在直流信號的基礎(chǔ)上。沒有(mi (mi yu)yu

18、)集電極負載電阻第48頁/共57頁第四十八頁，共58頁?！纠纠?】分析所示各電路是否能夠】分析所示各電路是否能夠(nnggu)放大正弦交流放大正弦交流信號，簡述理由信號，簡述理由第49頁/共57頁第四十九頁，共58頁。第50頁/共57頁第五十頁，共58頁。第51頁/共57頁第五十一頁，共58頁。第52頁/共57頁第五十二頁，共58頁?！纠纠?】用圖解法分析帶負載電阻】用圖解法分析帶負載電阻RL的直耦共射的直耦共射 電路靜態(tài)電路靜態(tài)(jngti)和動態(tài)指標。和動態(tài)指標。已知已知UBEQ， IBQ用估算用估算( sun)法得到：法得到：bBEQBBBQRUVI 第53頁/共57頁第五十三頁，共58頁。1、用圖解法確定電路、用圖解法確定電路(dinl)靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點QCCCCCERiVu1.靜態(tài)工