放大電路的分析方法

3.3

放大電路的分析方法3.3.1

圖解法3.3.2

估算法3.3

放大電路的分析方法通常采用圖解法和估算法對(duì)放大電路的基本性能進(jìn)行分析。3.3.1

圖解法圖解法：利用晶體管特性曲線，通過(guò)作圖分析放大器性能。一、用圖解法分析靜態(tài)工作點(diǎn)1.直流負(fù)載線圖3.3.1放大器的輸出回路

圖3.3.2靜態(tài)工作點(diǎn)的圖解分析

由直流通路得和關(guān)系的方程為

VCE=VG-ICRC

（3.3.1）根據(jù)式3.3.1在圖3.3.2晶體管輸出特性曲線族上作直線，斜率是。由于是直流負(fù)載電阻，所以直線稱為直流負(fù)載線。2.靜態(tài)工作點(diǎn)的圖解分析圖3.3.2靜態(tài)工作點(diǎn)的圖解分析如圖3.3.2所示，若給定，則曲線與直線的交點(diǎn)，即為靜態(tài)工作點(diǎn)。過(guò)點(diǎn)分別作橫軸和縱軸的垂線得對(duì)應(yīng)的、。由于晶體管輸出特性是一組曲線，所以，對(duì)應(yīng)不同的，靜態(tài)工作點(diǎn)的位置也不同，所對(duì)應(yīng)的、也不同。二、用圖解法分析輸出端帶負(fù)載時(shí)的放大倍數(shù)1.交流負(fù)載線交流通路交流負(fù)載電阻為過(guò)Q點(diǎn)，作斜率為的直線，得交流負(fù)載線。2.放大倍數(shù)的圖解分析如圖3.3.4所示。根據(jù)的變化范圍和，得到工作點(diǎn)的變化范圍、，可得輸出電壓的動(dòng)態(tài)范圍。所以輸出電壓的幅值若輸入信號(hào)的幅值為，則放大器的電壓放大倍數(shù)三、靜態(tài)工作點(diǎn)與波形失真的圖解1．飽和失真如果靜態(tài)工作點(diǎn)接近于，在輸入信號(hào)的正半周，管子將進(jìn)入飽和區(qū)，輸出電壓波形負(fù)半周被部分削除，產(chǎn)生“飽和失真”。2．截止失真如果靜態(tài)工作點(diǎn)接近于，在輸入信號(hào)的負(fù)半周，管子將進(jìn)入截止區(qū)，輸出電壓波形正半周被部分削除，產(chǎn)生“截止失真”。3．非線性失真飽和失真和截止失真統(tǒng)稱為非線性失真。是由于管子工作狀態(tài)進(jìn)入非線性的飽和區(qū)和截止區(qū)而產(chǎn)生的。為了獲得幅度大而不失真的交流輸出信號(hào)，放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在負(fù)載線的中點(diǎn)處。一、估算靜態(tài)工作點(diǎn)3.3.2

估算法估算法：應(yīng)用數(shù)學(xué)方程式通過(guò)近似計(jì)算來(lái)分析放大器的性能。由放大器的直流通路得出估算靜態(tài)工作點(diǎn)的公式：解[例3.3.1]圖3.3.6的放大器，設(shè)，，，試估算靜態(tài)工作點(diǎn)。，若晶體管電流放大系數(shù)圖3.3.6估算靜態(tài)工作點(diǎn)

二、估算輸入電阻、輸出電阻和放大倍數(shù)1.晶體管輸入電阻rbe的估算公式

晶體管的輸入電阻rbe：晶體管基極和發(fā)射極之間交流電壓vi與相應(yīng)交流電流ib之比。估算公式為：

rbb是晶體管基區(qū)電阻，在小電流（IEQ約幾毫安）情況下，低頻小功率管約為300Ω，因此，在低頻小信號(hào)時(shí)，

從式可見(jiàn)，rbe與靜態(tài)電流IEQ有關(guān)，靜態(tài)工作點(diǎn)不同，rbe取值也不同。常用小功率管的rbe約為1kΩ左右。2.放大器的輸入電阻ri和輸出電阻ro

（1）輸入電阻ri

輸入電阻ri：從放大器輸入端看進(jìn)去的交流等效電阻。從圖中可以看出，一般，所以圖3.3.8放大器的交流通路

ri表示放大器從信號(hào)源吸取信號(hào)幅度的大小。ri越大，信號(hào)源內(nèi)阻損耗越小，放大器得到的有效輸入信號(hào)越大。結(jié)論：?jiǎn)渭?jí)放大器的輸入電阻ri近似等于晶體管的輸入電阻rbe。

ro表示放大器帶負(fù)載的能力。輸出電阻越小，輸出信號(hào)時(shí)，自身?yè)p耗越小，帶負(fù)載的能力越強(qiáng)。（2）輸出電阻ro

輸出電阻ro：從放大器輸出端（不包括外接負(fù)載電阻）看進(jìn)去的交流等效電阻。

因晶體管輸出端在放大區(qū)呈現(xiàn)近似恒流特性，其動(dòng)態(tài)電阻很大，所以輸出電阻近似等于集電極電阻。即圖3.3.8交流通路

3.估算放大倍數(shù)的公式

放大器輸出端外接負(fù)載電