基本放大電路的靜態(tài)分析.ppt

1、第3章 基本放大電路,3.1 放大電路的基本概念 3.2 基本放大電路的靜態(tài)分析 3.3 基本放大電路的圖解分析,3.2 基本放大電路的靜態(tài)分析,放大電路的靜態(tài)是指輸入信號(hào)為零時(shí)的狀態(tài)，電路中只包含直流量，因此可以用放大電路的直流通路來(lái)分析。具體的分析方法有計(jì)算法和圖解法的方法。,由于三極管的特性曲線是非線性的，不能用數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)描述，只能用特性曲線來(lái)表示。在分析放大電路時(shí)可采用圖解的方法。,在放大電路的輸入回路，三極管的一方，可以用三極管的輸入特性曲線表示；外電路的一方，可以用基極回路直流通路方程式來(lái)描述。,在放大電路的輸出回路，可以用三極管的輸出特性曲線和輸出側(cè)直流通路的方程式來(lái)描述。,3

2、.2.1 靜態(tài)和動(dòng)態(tài),靜態(tài) 時(shí)，放大電路的工作狀態(tài)，也稱(chēng)直流工作狀態(tài)。,放大電路建立正確的靜態(tài)，是保證動(dòng)態(tài)工作的前提。分析放大電路必須要正確地區(qū)分靜態(tài)和動(dòng)態(tài)，正確地區(qū)分直流通道和交流通道。,動(dòng)態(tài) 時(shí)，放大電路的工作狀態(tài)，也稱(chēng)交流工作狀態(tài)。,直流通道 交流通道 直流電源和耦合電容對(duì)交流相當(dāng)于短路,即能通過(guò)直流的通道。從C、B、E向外 看，有直流負(fù)載電阻， Rc 、 Re 、 Rb1、 Rb1 。,能通過(guò)交流的電路通道。如從C、 B、E向外看，有等效的交流負(fù)載電阻， Rc/RL和偏置電阻Rb1、 Rb2 。,若直流電源內(nèi)阻為零，交流電流流過(guò)直 流電源時(shí)，沒(méi)有壓降。設(shè)C1、 C2 足夠大，對(duì) 信號(hào)而

3、言，其上的交流壓降近似為零。在交 流通道中，可將直流電源和耦合電容短路。,3.2.2 直流通路和交流通路,3.2.3 靜態(tài)工作狀態(tài)的分析法,對(duì)基極偏置回路用戴文寧定理進(jìn)行變換，使基極偏置電路只具有一個(gè)網(wǎng)眼，以方便求解基極電流。,靜態(tài)分析是在輸入信號(hào)等于零的情況下進(jìn)行的，因此和放大電路的直流通路打交道。,以共射分壓偏置基本放大電路為例加以說(shuō)明,根據(jù)直流通道可對(duì)放大電路的靜態(tài)進(jìn)行計(jì)算。,用戴文寧定理 進(jìn)行變換,具體變換過(guò)程如下,1.靜態(tài)工作狀態(tài)的計(jì)算方法如下:,IB表達(dá)式中UBE是變量，對(duì)硅管UBE 0.60.8V，對(duì)鍺管UBE 0.20.3V， 而VCC一般在幾伏，可滿足VCC UBE的條件。所

4、以可以將UBE 用固定值替代，這既簡(jiǎn)化了計(jì)算，又不會(huì)造成太大的誤差。,IB、IC和UCE這些量代表的工作狀態(tài)稱(chēng)為靜態(tài)工作點(diǎn)，用Q表示。往往將IB、IC和UCE改寫(xiě)為IBQ、ICQ和UCEQ。,2.靜態(tài)工作狀態(tài)的圖解分析法,圖 3-2-3 放大電路靜態(tài)工作狀態(tài)的圖解分析,上述靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算，是將UBE視為常數(shù)，如果不視為常數(shù)，則需要用圖解法來(lái)求解靜態(tài)工作點(diǎn)。由于三極管的非線性，所以可以使用輸入特性曲線來(lái)表示，與基極回路的直流通方程式進(jìn)行圖解，見(jiàn)圖3-2-3。,圖 3-2-4 放大電路靜態(tài)工作狀態(tài)的圖解分析,由于三極管的非線性，所以可以使用圖解的方法對(duì)放大電路進(jìn)行分析。放大電路的靜態(tài)工作狀態(tài)的圖

5、解分析如圖3-2-4所示。,兩個(gè)特殊點(diǎn),兩個(gè)特殊點(diǎn),3. 在輸出回路由直流負(fù)載列出方程 UCE=VCC IC (Rc +Re) 4. 在輸出特性曲線上確定兩個(gè)特殊點(diǎn)，即可畫(huà)出 直流負(fù)載線。,直流負(fù)載線的確定方法：,VCC 、 VCC / (Rc + Re),1. 在輸入回路列方程式VCC UBE= IBRb + (1+) Re,2. 在輸入特性曲線上，作出輸入負(fù)載線，兩線的交點(diǎn) 即是Q，由此可確定IBQ 。 IBQ也可通過(guò)計(jì)算得到。,5. 得到Q點(diǎn)的參數(shù)IBQ、ICQ和UCEQ。,3.2.4 電阻歸算的概念,IB表達(dá)式中分母中的(1+)Re的物理概念可以這樣理解。所以將Re乘以(1+)，是因?yàn)?/p>

6、對(duì)于上圖，寫(xiě)列基極電流方程時(shí)，在基極電流流過(guò)的電路網(wǎng)眼中電流不等，在基極是IB，在發(fā)射極是IE，為了保證基極電流流過(guò)Re，產(chǎn)生的電壓降與IE流過(guò)時(shí)一樣，所以要將Re乘以(1+)。,這是放大電路中經(jīng)常使用的電阻歸算的概念，將發(fā)射極回路的電阻歸算到基極回路，要乘以(1+)；將電阻從基極回路歸算到發(fā)射極回路要除以(1+)。,以上在推導(dǎo)基極電流表達(dá)式時(shí),圖示共射組態(tài)分壓偏置基本放大電 路，它有穩(wěn)定工作點(diǎn)的特點(diǎn)，這是因?yàn)?三極管是一種對(duì)溫度非常敏感的半導(dǎo)體 元件。溫度升高，集電極電流增大；溫 度降低，集電極電流減小。這將造成靜 態(tài)工作點(diǎn)的移動(dòng)，有可能使輸出信號(hào)產(chǎn) 生失真。在實(shí)際電路中，要求流過(guò)Rb1和 Rb2串聯(lián)支路的電流遠(yuǎn)大于基極電流IB。,3.2.5 分壓偏置的優(yōu)點(diǎn),UB,UB,UB,UB,這樣溫度變化引起的IB的變化，對(duì)基極電位就沒(méi)有多大的影響了，就可以用Rb1和Rb2的分壓來(lái)確定基極電位。,Re的串入有穩(wěn)定工作點(diǎn)的作用。如果集電極電流 隨溫度升高而增大，則發(fā)射極對(duì)地電位升高，因基極 電位基本不變，故UBE減小。從輸入特性曲線可知， UBE的減小基極電流將隨之下降，根據(jù)三極管的電流 控制原理，集電極