基本放大电路的静态分析

,第3章 基本放大电路,3.1 放大电路的基本概念,3.2 基本放大电路的静态分析,3.3 基本放大电路的图解分析,3.2 基本放大电路的静态分析,放大电路的静态是指输入信号为零时的状态，电路中只包含直流量，因此可以用放大电路的直流通路来分析。具体的分析方法有计算法和图解法的方法。,由于三极管的特性曲线是非线性的，不能用数学表达式来描述，只能用特性曲线来表示。在分析放大电路时可采用图解的方法。,在放大电路的输入回路，三极管的一方，可以用三极管的输入特性曲线表示；外电路的一方，可以用基极回路直流通路方程式来描述。,在放大电路的输出回路，可以用三极管的输出特性曲线和输出侧直流通路的方程式来描述。,3.2.1 静态和动态,静态, 时，放大电路的工作状态，也称,直流工作状态,。,放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通道和交流通道,。,动态, 时，放大电路的工作状态，也称,交流工作状态,。,直流通道,交流通道,直流电源和耦合电容对交流相当于短路,即能通过直流的通道。从,C、B、E,向外,看，有直流负载电阻，,R,c,、,R,e,、,R,b1、,R,b1,。,能通过交流的电路通道。如从,C、,B、E,向外看，有等效的交流负载电阻，,R,c,/,R,L,和偏置电阻,R,b1、,R,b2,。,若直流电源内阻为零，交流电流流过直,流电源时，没有压降。设,C,1、,C,2,足够大，对,信号而言，其上的交流压降近似为零。在交,流通道中，可将直流电源和耦合电容短路。,3.2.2 直流通路和交流通路,3.2.3 静态工作状态的分析法,对基极偏置回路用戴文宁定理进行变换，使基极偏置电路只具有一个网眼，以方便求解基极电流。,静态分析是在输入信号等于零的情况下进行的，因此和放大电路的直流通路打交道。,以共射分压偏置基本放大电路为例加以说明,根据直流通道可对放大电路的静态进行计算。,用戴文宁定理,进行变换,具体变换过程如下,1.静态工作状态的计算方法如下:,I,B,表达式中,U,BE,是变量，对硅管,U,BE,0.60.8V，,对锗管,U,BE,0.20.3V，,而,V,CC,一般在几伏，可满足,V,CC,U,BE,的条件。所以可以,将,U,BE,用固定值替代，这既简化了计算，又不会造成太大的误差,。,I,B,、,I,C,和,U,CE,这些量代表的工作状态称为,静态工作点,，,用,Q,表示。往往将,I,B,、,I,C,和,U,CE,改写为,I,BQ,、,I,CQ,和,U,CEQ,。,2.静态工作状态的图解分析法,图 3-2-3 放大电路静态工作状态的图解分析,上述静态工作点的计算，是将,U,BE,视为常数，如果不视为常数，则需要用图解法来求解静态工作点。由于三极管的非线性，所以可以使用输入特性曲线来表示，与基极回路的直流通方程式进行图解，见图3-2-3。,图 3-2-4 放大电路静态工作状态的图解分析,由于三极管的非线性，所以可以使用图解的方法对放大电路进行分析。放大电路的静态工作状态的图解分析如图3-2-4所示。,两个特殊点,两个特殊点,3. 在输出回路由直流负载列出方程,U,CE,=,V,CC,I,C,(,R,c,+,R,e,),4.,在输出特性曲线上确定,两个特殊点,，即可画出,直流负载线。,直流负载线的确定方法：,V,CC 、,V,CC,/ (,R,c,+ R,e,),1. 在输入回路列方程式,V,CC,U,BE,=,I,B,R,b,+,(1+,),R,e,2. 在输入特性曲线上，作出输入负载线，两线的交点,即是,Q，,由此可确定,I,BQ,。,I,BQ,也可通过计算得到。,5,. 得到,Q,点的参数,I,BQ,、,I,CQ,和,U,CEQ,。,3.2.4 电阻归算的概念,I,B,表达式中,分母中的(1+,),R,e,的物理概念可以这样理解。所以将,R,e,乘以(1+,)，,是因为对于上图,，,写列基极电流方程时，在基极电流流过的电路网眼中电流不等，在基极是,I,B,，,在发射极是,I,E,，,为了保证基极电流流过,R,e,，,产生的电压降与,I,E,流过时一样，所以要将,R,e,乘以(1+,)。,这是放大电路中经常使用的,电阻归算,的概念，将发射极回路的电阻归算到基极回路，要乘以(1+,)；,将电阻从基极回路归算到发射极回路要除以(1+,)。,以上在推导基极电流表达式时,图示共射组态分压偏置基本放大电,路，它有稳定工作点的特点，这是因为,三极管是一种对温度非常敏感的半导体,元件。温度升高，集电极电流增大；温,度降低，集电极电流减小。这将造成静,态工作点的移动，有可能使输出信号产,生失真。在实际电路中，要求流过,R,b1,和,R,b2,串联支路的电流远大于基极电流,I,B,。,3.2.5 分压偏置的优点,U,B,U,B,U,B,U,B,这样温度变化引起的,I,B,的变化，对基极电位就没有多大的影响了，就可以用,R,b1,和,R,b2,的分压来确定基极电位。,R,e,的串入有稳定工作点的作用。如果集电极电流,随温度升高而增大，则发射极对地电位升高，因基极,电位基本不变，故,U,BE,减小。从输入特性曲线可知，,U,BE,的减小基极电流将随之下降，根据三极管的电流,控制原理，集电极电流将下降，反之亦然。这就在一,定程度上稳定了工作点。分压偏置基本放大电路具有,稳定工作点的条件，是流过,R,b1,和,R,b2,串联支路的电流,远大于基极电流,I,B,（,一般大于十倍以上）。可以用下,列方法计算工作点的参数值,