三极管分析与计算.ppt

3 3放大电路的分析方法 3 3 1图解法 3 3 2估算法 3 3放大电路的分析方法 通常采用图解法和估算法对放大电路的基本性能进行分析 3 3 1图解法 图解法 利用晶体管特性曲线 通过作图分析放大器性能 一 用图解法分析静态工作点 1 直流负载线 图3 3 1放大器的输出回路 图3 3 2静态工作点的图解分析 由直流通路得和关系的方程为VCE VG ICRC 3 3 1 根据式3 3 1在图3 3 2晶体管输出特性曲线族上作直线 斜率是 由于是直流负载电阻 所以直线称为直流负载线 2 静态工作点的图解分析 图3 3 2静态工作点的图解分析 如图3 3 2所示 若给定 则曲线与直线的交点 即为静态工作点 过点分别作横轴和纵轴的垂线得对应的 由于晶体管输出特性是一组曲线 所以 对应不同的 静态工作点的位置也不同 所对应的 也不同 二 用图解法分析输出端带负载时的放大倍数 1 交流负载线 交流通路 交流负载电阻为 过Q点 作斜率为的直线 得交流负载线 2 放大倍数的图解分析 如图3 3 4所示 根据的变化范围和 得到工作点的变化范围 可得输出电压的动态范围 所以输出电压的幅值若输入信号的幅值为 则放大器的电压放大倍数 三 静态工作点与波形失真的图解 1 饱和失真 如果静态工作点接近于 在输入信号的正半周 管子将进入饱和区 输出电压波形负半周被部分削除 产生 饱和失真 2 截止失真 如果静态工作点接近于 在输入信号的负半周 管子将进入截止区 输出电压波形正半周被部分削除 产生 截止失真 3 非线性失真 饱和失真和截止失真统称为非线性失真 是由于管子工作状态进入非线性的饱和区和截止区而产生的 为了获得幅度大而不失真的交流输出信号 放大器的静态工作点应设置在负载线的中点处 一 估算静态工作点 3 3 2估算法 估算法 应用数学方程式通过近似计算来分析放大器的性能 由放大器的直流通路得出估算静态工作点的公式 解 例3 3 1 图3 3 6的放大器 设 试估算静态工作点 若晶体管电流放大系数 图3 3 6估算静态工作点 二 估算输入电阻 输出电阻和放大倍数 1 晶体管输入电阻rbe的估算公式 晶体管的输入电阻rbe 晶体管基极和发射极之间交流电压vi与相应交流电流ib之比 估算公式为 rbb是晶体管基区电阻 在小电流 IEQ约几毫安 情况下 低频小功率管约为300 因此 在低频小信号时 从式可见 rbe与静态电流IEQ有关 静态工作点不同 rbe取值也不同 常用小功率管的rbe约为1k 左右 2 放大器的输入电阻ri和输出电阻ro 1 输入电阻ri 输入电阻ri 从放大器输入端看进去的交流等效电阻 从图中可以看出 一般 所以 图3 3 8放大器的交流通路 ri表示放大器从信号源吸取信号幅度的大小 ri越大 信号源内阻损耗越小 放大器得到的有效输入信号越大 结论 单级放大器的输入电阻ri近似等于晶体管的输入电阻rbe ro表示放大器带负载的能力 输出电阻越小 输出信号时 自身损耗越小 带负载的能力越强 2 输出电阻ro 输出电阻ro 从放大器输出端 不包括外接负载电阻 看进去的交流等效电阻 因晶体管输出端在放大区呈现近似恒流特性 其动态电阻很大 所以输出电阻近似等于集电极电阻 即 图3 3 8交流通路 3 估算放大倍数的公式 放大器输出端外接负载电阻时 等效负载电阻 故 即 解