ch2-3放大电路的分析方法II
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放大电路的分析方法
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
由直流通路得 VCE 和 I C 关系的方程为
所以输出电压的幅值 Vom VCEmax VCEQ 若输入信号的幅值 为 Vim ，则放大器的电压放大倍数 Av
Av
Vom Vim
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QA ，
在输入信号的正半周，管子将进入 饱和区，输出电压vce波形负半周被
部分削除，产生“饱和失真”。 2．截止失真
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
1
MN ，斜率是 Rc 。由于Rc是直流负载电阻，所以直线MN
称为直流负载线。
图3.3.2 静态工作点的图解分析
2.静态工作点的图解分析 如图 3.3.2 所示，若给定IBQ IB4 ，则曲线 IBQ IB4 与直线 MN 的交点Q ，即为静态工作点。过Q 点分别作横 轴 是 置和一也纵组不轴曲同的线，垂，所线所对得以应对，的V应对CE的应Q 不、VIC同CEQQ 的、也IC不IQB同。Q 。由，于静晶态体 工管作输点Q出特的性位
2. 放大器的输入电阻ri和输出电阻ro （1）输入电阻ri
图3.3.8放大器的交流通路 输进入去电的阻交流ri：等从效放电大阻器。输r入i 端vi看ii 从图中可以看出， ri Rb // rbe
一般 Rb rbe ，所以 ri rbe
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
由直流通路得 VCE 和 I C 关系的方程为
所以输出电压的幅值 Vom VCEmax VCEQ 若输入信号的幅值 为 Vim ，则放大器的电压放大倍数 Av
Av
Vom Vim
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QA ，
在输入信号的正半周，管子将进入 饱和区，输出电压vce波形负半周被
部分削除，产生“饱和失真”。 2．截止失真
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
1
MN ，斜率是 Rc 。由于Rc是直流负载电阻，所以直线MN
称为直流负载线。
图3.3.2 静态工作点的图解分析
2.静态工作点的图解分析 如图 3.3.2 所示，若给定IBQ IB4 ，则曲线 IBQ IB4 与直线 MN 的交点Q ，即为静态工作点。过Q 点分别作横 轴 是 置和一也纵组不轴曲同的线，垂，所线所对得以应对，的V应对CE的应Q 不、VIC同CEQQ 的、也IC不IQB同。Q 。由，于静晶态体 工管作输点Q出特的性位
2. 放大器的输入电阻ri和输出电阻ro （1）输入电阻ri
图3.3.8放大器的交流通路 输进入去电的阻交流ri：等从效放电大阻器。输r入i 端vi看ii 从图中可以看出， ri Rb // rbe
一般 Rb rbe ，所以 ri rbe
放大电路的分析方法_OK
运动轨迹。 60
ICQ
iC 2
1
Q
Q’’
IB = 4 0 µA
直流负载线 20
0
0
2 t
电压放大倍数: 0
Au
ΔvO Δv
ΔvCE Δv
2
I
BE t
4. 5
VCvE6CQE
7. 5
9
0
12 vCE/V vCE/V
11
《模拟电子技术》
【例】用图解法求图示电路电压放大倍数。
RL = 3 k 。
解： 求 RL 确定交流负载线
1/RL 直线，该直线即为
O
VCEQ
交流负载线。 vCE /V
ICQRL
8
3) 动态工作情况图解分析
《模拟电子技术》
（1) 据vi的波形在输入特性曲线图上画vBE、iB的波形
iB
iB / µA
60
3条负载线
Q’
的方程？
Q
IBQ
40
iB
20
Q’’
0
2 t 0
0
0.68 0.7 0.72 vBE
VCC vBE/V
IC IB
2）求rbe
rbe
200
(1
)
26(mV ) IEQ (mA )
《模拟电子技术》
VCC
Rc
Rb
+
vs _
RL
VBB
VCC Rc IL
Rb IB
+IC
+
V_CE
VBE _
RL
VBB
34
3）画交流通路
Rb + vs _ VBB
4）放大电路的小信号模型
ICQ
iC 2
1
Q
Q’’
IB = 4 0 µA
直流负载线 20
0
0
2 t
电压放大倍数: 0
Au
ΔvO Δv
ΔvCE Δv
2
I
BE t
4. 5
VCvE6CQE
7. 5
9
0
12 vCE/V vCE/V
11
《模拟电子技术》
【例】用图解法求图示电路电压放大倍数。
RL = 3 k 。
解： 求 RL 确定交流负载线
1/RL 直线，该直线即为
O
VCEQ
交流负载线。 vCE /V
ICQRL
8
3) 动态工作情况图解分析
《模拟电子技术》
（1) 据vi的波形在输入特性曲线图上画vBE、iB的波形
iB
iB / µA
60
3条负载线
Q’
的方程？
Q
IBQ
40
iB
20
Q’’
0
2 t 0
0
0.68 0.7 0.72 vBE
VCC vBE/V
IC IB
2）求rbe
rbe
200
(1
)
26(mV ) IEQ (mA )
《模拟电子技术》
VCC
Rc
Rb
+
vs _
RL
VBB
VCC Rc IL
Rb IB
+IC
+
V_CE
VBE _
RL
VBB
34
3）画交流通路
Rb + vs _ VBB
4）放大电路的小信号模型
2.3放大电路的分析方法
交流负载线
A Q
直流负载线
若CD=DE，则 O
C
D
Uom CD 2 DE 2
B iB=0μА
E uCE
否则 Uom minCD 2, DE 2
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四、等效电路法
适用条件：微小交流工作信号， 三极管工作在线性区
解决问题：处理三极管的非线性问题
等效：从线性电路的三个引出端看进去， 其电压、电流的变化关系和原来的三极管一样。
+
ui
Rb rbe
βib
Rc uo
-
-
e
Ro = Rc
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❖ 等效电路法的步骤 (1)确定放大电路的静态工作点Q
(2) 求出Q点处的β和rbe (3) 画出放大电路的微变等效电路
(4) 列出电路方程并求解
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[例] 图示放大电路中, β = 50
1. 试估算放大电路的静态工作点,
IEQ Re
直流通路
VCC- UBEQ
IBQ = Rb+(1+ β ) Re = 0.04mA
ICQ = β IBQ = 50 × 0.04
= 2 mA ≈ IEQ
UCEQ =VCC - ICQ Rc - IEQ Re
= 12-2× ( 3 + 0.24 )
= 5.52 V
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rbe ≈ rbb΄ +(1+ β )
26 IEQ
射极电阻Re使电压 放大倍数降低
26
= 300 + (1+ 50) 2 = 963 Ω
b ib +
ui Rb
rbβeib
放大电路稳定性分析方法
放大电路稳定性分析方法放大电路是电子设备中非常重要的部分，它可以将输入信号放大到所需的级别。
然而，由于电子元件的特性和环境的影响，放大电路的稳定性经常面临挑战。
本文将介绍一些常用的放大电路稳定性分析方法，帮助读者更好地理解和解决这个问题。
1. 频率响应分析法频率响应分析法是一种常用的放大电路稳定性分析方法。
它通过研究电路在不同频率下的响应特性来评估其稳定性。
具体而言，我们可以使用频率响应曲线来观察放大电路在不同频率下的增益和相位特性。
如果在某些频率点上存在不稳定的增益和相位，那么这个电路可能会产生自激振荡或其他不稳定现象。
2. 杂散响应分析法杂散响应分析法是另一种常见的放大电路稳定性分析方法。
它主要通过分析电路杂散响应的特征来评估其稳定性。
通常情况下，输出信号应该是输入信号的放大版本，但是由于电子元件的非线性特性或者其他因素的影响，输出信号可能会产生谐波、噪声等杂散成分。
通过分析和观察这些杂散成分的情况，我们可以判断电路的稳定性，进而采取相应的措施进行修正。
3. 直流偏置分析法直流偏置分析法是一种基于直流工作点的放大电路稳定性分析方法。
在放大电路中，为了实现线性放大，通常需要设置适当的直流工作点。
通过分析电路在不同直流工作点下的表现，我们可以判断电路在动态工作条件下的稳定性。
如果电路对直流工作点变化非常敏感，那么它可能会在实际应用中产生不可接受的偏移或失真。
4. 变量分析法变量分析法是一种依赖数学模型的放大电路稳定性分析方法。
它通过建立电路的传输函数或者状态空间模型，使用数学工具对电路进行分析和计算。
通过对模型的分析，我们可以获得电路的特性参数，如阻尼比、零点、极点等。
这些参数可以帮助我们直观地理解电路的稳定性，并优化电路设计以提高其稳定性。
总结起来，放大电路稳定性分析是电子工程师在电路设计和优化过程中必须掌握的技能。
本文介绍了一些常用的分析方法，包括频率响应分析法、杂散响应分析法、直流偏置分析法和变量分析法。
ch2-3图解法资料
B
iC
2.3.2 图 解分析法
通过图解分析，可得如下结论： 1. ui uBE iB iC uCE |-uo| 基本共射放大电路的波形分析 2. uo与ui相位相反； 3. 可以测量出放大电路的电压放大倍数； 4. 可以确定最大不失真输出幅度。
iB /uA
iC /mA iC /mA
200uA 160uA Q1
放大区 Q
120uA 80uA
iB =40uA Q2 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ vCE/V
截止区
饱和区特点： iC不再随iB的增加而线性增加， iC iB 此时 i 即 uCE= UCES ，典型值为0.3V 截止区特点：iB=0， iC= ICEO 当工作点进入饱和区或截止区时，将产生非线性失真。
60 40 20
交流负载线
iB /uA Q` Q IBQ Q`` vBE/V vBE/V
Q` Q ICQ t
60uA 40uA
Q`` 20uA vC E/V vC E/V
t
t
VBEQ
t
VC EQ
2.3.2 图 解分析法
波形的失真定义（基本共射）：
由于放大电路的工作点达到了三极管 的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管， 输出电压表现为底部失真。
饱和失真
由于放大电路的工作点达到了三极管 的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管， 输出电压表现为顶部失真。
截止失真
注意：对于PNP管，由于是负电源供电， 失真的表现形式，与NPN管正好相反。
基本共射放大电路的截止失真 UBE =VBB－IBRb UCE=VCC－ICRc
基本共射放大电路的饱和失真
三、直流负载线与交流负载线
模拟电子技术2.3放大电路的分析方法
提高放大电路性能的技巧
01
温度补偿
利用热敏元件进行温度补偿，减小 温度对放大器性能的影响。
频率补偿
采用频率补偿技术，提高放大器的 带宽和稳定性。
03
ห้องสมุดไป่ตู้
02
噪声抑制
采用噪声抑制技术，减小噪声对放 大器性能的影响。
集成化设计
采用集成化设计，减小体积、重量 和成本。
04
THANKS FOR WATCHING
电压放大
电压放大电路主要用于提高电压信号的幅度，常用于测量、控制和信号处理等 领域。通过电压放大，可以将微弱的电压信号放大到足以驱动其他电路或设备 的水平。
电压放大的应用
电压放大电路广泛应用于传感器、仪器仪表、自动控制系统等领域，用于实现 信号的精确测量和控制。
电流放大
电流放大
电流放大电路主要用于提高电流信号 的强度，常用于驱动电子设备或电路。 通过电流放大，可以将微弱的电流信 号放大到足以驱动负载的水平。
感谢您的观看
04 放大电路的应用
音频信号放大
音频信号放大
放大电路广泛应用于音频信号的放大 ，如音响设备、麦克风等。通过放大 电路，可以将微弱的音频信号放大， 使其能够被清晰地听到。
音频信号放大的重要性
在音频传输和处理过程中，信号会逐 渐减弱，因此需要放大电路来恢复和 增强信号，以确保音质清晰、无失真 。
电压放大
静态工作点调试
调整偏置电路，使放大器工作 在合适的静态工作点。
稳定性测试
检查放大器是否稳定，无自激 振荡。
优化放大电路的方法
元件选择
选择性能优良、参数合适的元 件。
电路布局
合理布置元件，减小分布参数 影响。
放大电路分析方法
放大电路分析方法放大电路是一种用于提高信号幅度的电路，广泛应用于各种电子设备中。
对于放大电路的分析，有许多不同的方法可供选择。
本文将介绍放大电路的几种常用分析方法，并重点讨论小信号模型法和大信号模型法。
一、小信号模型法小信号模型法是一种基于线性近似的方法，适用于分析非线性电路以及在其中一工作点附近的放大电路。
该方法的基本思想是将非线性电路视为线性电路的叠加，通过线性电路的分析求解非线性电路的行为。
以下是使用小信号模型法进行分析时需要遵循的步骤：1.选取工作点：首先，需要确定放大电路的工作点。
这通常涉及使用直流偏置电路来确定电路的直流工作条件。
2.建立小信号模型：其次，需要将放大电路线性化为小信号模型。
这涉及将非线性的器件（如晶体管）进行局部分析，并简化为线性等效电路。
3.求解等效电路：然后，需要对等效电路进行分析。
这通常涉及使用网络理论和线性系统的分析技巧来求解电路的响应。
4.评估放大性能：最后，需要根据等效电路的分析结果评估放大电路的性能。
这通常涉及计算增益、输入阻抗、输出阻抗等指标。
小信号模型法的优点是可以提供对放大电路行为的定量分析。
然而，由于其基于线性近似，只适用于工作点附近的小信号分析。
二、大信号模型法大信号模型法是一种基于非线性分析的方法，适用于分析工作点偏离很远的放大电路，或者涉及大信号激励的情况。
该方法的基本思想是直接分析非线性放大电路的行为，忽略器件的非线性特性。
以下是使用大信号模型法进行分析时需要遵循的步骤：1.建立非线性模型：首先，需要建立器件的非线性模型。
这可以通过等效电路、传输特性等方式实现。
2.求解非线性方程：其次，需要根据非线性模型和电路拓扑关系，建立非线性方程。
这通常涉及使用基本的电路分析技巧，如基尔霍夫定律。
3.进行数值模拟：然后，可以使用数值模拟工具，如SPICE软件，来求解非线性方程。
这可以提供对电路行为的详细分析。
4.评估放大性能：最后，可以根据数值模拟结果评估放大电路的性能。
2.3放大电路的等效电路分析法
在低频、小信号作用下的关系式
uBE uBE duBE i U CE diB u I B duCE B CE iC di iC C U CE diB I B duCE iB uCE
电阻
无量纲
vbe hieib hre vce ic h feib hoe vce
当RB rbe时，
ri rbe
放大电路对负载(或对后级放大电路)来说，是一个信 号源，可以将它进行戴维宁等效，等效电源的内阻即为放 大电路的输出电阻。 RS
E S_
+
Au 放大 电路
ro
RL
_
U o
+
E o _
+
RL
U _ o
+
定义：
U 输出电阻：ro o Io
2.3.1 晶体管的h参数及其小信号等效电路
1. 晶体管h参数小信号等效电路的导出
ic ib
+
T
+
+
ib
+
ic 二端口 网络 u ce +
+
u be +
u ce +
u be + -
+
+
+
uCE ) u BE f (iB， uCE ) iC f (iB，
uCE ) u BE f (iB， uCE ) iC f (iB，
输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。
共射放大电路如图所示。设：VCC＝12V，Rb=300kΩ,Rc=3kΩ, RL=3kΩ,BJT的b =60。 +VCC Rc 1、试求电路的静态工作点Q。 Rb Cb2 2、估算电路的电压放大倍数Au、 Cb1 + + 输入电阻Ri和输出电阻Ro。 T + RL uo 3. 若输出电压的波形出现如 下失 u i 真 ，是截止还是饱和 失真？应调 + 节哪个元件？如何调节？
uBE uBE duBE i U CE diB u I B duCE B CE iC di iC C U CE diB I B duCE iB uCE
电阻
无量纲
vbe hieib hre vce ic h feib hoe vce
当RB rbe时，
ri rbe
放大电路对负载(或对后级放大电路)来说，是一个信 号源，可以将它进行戴维宁等效，等效电源的内阻即为放 大电路的输出电阻。 RS
E S_
+
Au 放大 电路
ro
RL
_
U o
+
E o _
+
RL
U _ o
+
定义：
U 输出电阻：ro o Io
2.3.1 晶体管的h参数及其小信号等效电路
1. 晶体管h参数小信号等效电路的导出
ic ib
+
T
+
+
ib
+
ic 二端口 网络 u ce +
+
u be +
u ce +
u be + -
+
+
+
uCE ) u BE f (iB， uCE ) iC f (iB，
uCE ) u BE f (iB， uCE ) iC f (iB，
输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。
共射放大电路如图所示。设：VCC＝12V，Rb=300kΩ,Rc=3kΩ, RL=3kΩ,BJT的b =60。 +VCC Rc 1、试求电路的静态工作点Q。 Rb Cb2 2、估算电路的电压放大倍数Au、 Cb1 + + 输入电阻Ri和输出电阻Ro。 T + RL uo 3. 若输出电压的波形出现如 下失 u i 真 ，是截止还是饱和 失真？应调 + 节哪个元件？如何调节？
东南大学电子信息工程32放大电路的分析方法
2021/3/10
8
②放大电路的最大不失真输出幅度 放大电路要想获得大的不失真输出幅度，需要：
1.工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的 中间部位； 2.要有合适的交流负载线。
2021/3/10
9
动画3-4
二、微变等效电路法
混合π型微变等效电路－物理模型
2021/3/10
10
(一)微变等效电路的画法
3)输出电阻
Ro
=
u0 i0
RL ,
R US 0
C
4)源电压放大倍数
2021/3/10
Aus
uo uS
uo ui
ui uS
Au
Ri Ri
rs
12
上节课内容提要
一、基本概念
1、放大电路的组成 有源器件、直流偏置电路、耦合电路
2、静态和动态、直流通路和交流通路
静态- ui 0 ，直流工作状态 动态- ui 0 ，交流工作状态 直流通路——直流量传递的途径 （耦合电容开路） 交流通路——交流量传递的途径 （直流电源和耦 合电容短路）
3.2放大电路的分析方法
3.2.1 放大电路的静态分析 3.2.2 放大电路的动态分析
2021/3/10
1
3.2.1 放大电路的静态分析
静态分析有两种方法： 一、计算法 二、图解分析法
分析对象：静态工作点 (IB、IC和UCE) Q（Quiescent)
分析路径： 直流通路
2021/3/10
2
一、计算法
1. 由直流负载列出方程 uCE=VCC－iCRc 2. 在输出特性曲线上确定两个特殊点,即可
画出直流负载线。
VCC 、 VCC /Rc
3. 在输入回路列方程式uBE =VCC－iBRb
三极管 放大电路的分析-图解法
• ⑴静态工作点从Q1移到Q2、从Q2移到Q3、从Q3移到Q4时，分别是哪个电路参 数变化造成的？
• ⑵当电路的静态工作点分别为Q1---Q4时，哪种情况下最易产生截止失真？哪 种情况下最易产生饱和失真？哪种情况下最大不失真输出电压最大？其值 约为多少？
• ⑶电路的静态工作点为Q4时，集电极电源VCC为多少伏？集电极电阻RC为多 少 千欧？
PO
UOm 2
I•Om 2
1 2 UOmIOm
• 在输出特性曲线上，正好是三角
形ABQ的面积，这一三角形称
为功率三角形。要想PO大，就 要使功率三角形的面积大，即必
须使 Uom 和Iom 都要大。
30
3、图解分析法的适用范围
• 图解分析法是分析非线形电路的一种最基本的 方法。
• 1、图解分析法的优点： ①可直观、全面地了解放大器的工作情况 ②能在曲线上合理安排工作点 ③帮助理解电路参数对工作点的影响，正确选 择电路参数 ④能估计动态工作范围
14
二、图解分析法
• 在已知放大管的输入特性、输出特性以及放大电
路各元件参数的情况下，利用作图的方法对放大电路 进行分析就叫图解分析法。
•
图解分析法的基本思路是：
⑴先找出电路中电压和电流的一般关系；
⑵由这些关系定出使用什么曲线；
⑶分别分析无输入信号（静态）和有输入信号（动
态）时的情况。
15
二、图解分析法
是交流负载线。
25
2、交流工作状态的图解分析
看动画4.3-1.1
• 通过动画所示动态图解分析，可得出如下结论 ：
• 1. ui uBE iB iC uCE |-uo| ； • 2. uo与ui相位相反； • 3. 可以测量出放大电路的电压放大倍数； • 4. 可以确定最大不失真输出幅度。
• ⑵当电路的静态工作点分别为Q1---Q4时，哪种情况下最易产生截止失真？哪 种情况下最易产生饱和失真？哪种情况下最大不失真输出电压最大？其值 约为多少？
• ⑶电路的静态工作点为Q4时，集电极电源VCC为多少伏？集电极电阻RC为多 少 千欧？
PO
UOm 2
I•Om 2
1 2 UOmIOm
• 在输出特性曲线上，正好是三角
形ABQ的面积，这一三角形称
为功率三角形。要想PO大，就 要使功率三角形的面积大，即必
须使 Uom 和Iom 都要大。
30
3、图解分析法的适用范围
• 图解分析法是分析非线形电路的一种最基本的 方法。
• 1、图解分析法的优点： ①可直观、全面地了解放大器的工作情况 ②能在曲线上合理安排工作点 ③帮助理解电路参数对工作点的影响，正确选 择电路参数 ④能估计动态工作范围
14
二、图解分析法
• 在已知放大管的输入特性、输出特性以及放大电
路各元件参数的情况下，利用作图的方法对放大电路 进行分析就叫图解分析法。
•
图解分析法的基本思路是：
⑴先找出电路中电压和电流的一般关系；
⑵由这些关系定出使用什么曲线；
⑶分别分析无输入信号（静态）和有输入信号（动
态）时的情况。
15
二、图解分析法
是交流负载线。
25
2、交流工作状态的图解分析
看动画4.3-1.1
• 通过动画所示动态图解分析，可得出如下结论 ：
• 1. ui uBE iB iC uCE |-uo| ； • 2. uo与ui相位相反； • 3. 可以测量出放大电路的电压放大倍数； • 4. 可以确定最大不失真输出幅度。
2.3 放大电路的分析方法
4. 图解法的特点
❖ 形象直观； ❖ 适应于Q点分析、失真分析、最大不失真输出
电压的分析； ❖ 能够用于大信号分析； ❖ 不易准确求解； ❖ 不能求解输入电阻、输出电阻、频带等参数。
例3：
已知ICQ＝2mA，UCES＝0.7V。 1. 在空载情况下，当输入信号 增大时，电路首先出现饱和失真还 是截止失真？若带负载的情况下呢？
22μA
ICQ IBQ 1.77mA
UCEQ VCC ICQ Rc 6.7V
rbe
rbb'
UT I CQ
1.33k
uO与uI反相，Au符号为“－”。
3. 失真分析
非线性失真系数THD（Total Harmonic Distortion ） 由晶体管输入、输出特性的非线性带来放大器输出波
形产生或大或小的非线性失真。
即当输入某一频率的正弦信号时，其输出电流波形中除基
波成分之外，还包含有一定数量的谐波。
放大器非线性失真系数定义为
根据P101 例2.3.2（无负载）修改
例四：如图基本共射放大电路，已知rbb’=200Ω, β＝
80分析电路的静态工作点；并进行动态指标计算。
I BQ
VBB
U BEon Rb
30A
ICQ 2.4mA
UCEQ
V
' CC
ICQR'c
4.4V
动态分析
rbe
rbb'
UT I CQ
1K
Au
h12U ce h22U ce
无量纲
电导
h参数的物理意义
h11
uBE iB
U CE
rbe
b-e间的 动态电阻
h21
高二物理竞赛课件放大电路的分析方法
图解分析
iC/mA
iB/A
iC/mA
iC
IC
Q1
iB/A
Q Q2
ib
IB
Q RL=
O
tO
O
uCE/V O
tO
O
uCE/V
uBE/V uBE/V
UCE
uo
UBE ui
t
t
由uO和ui的峰值(或峰峰值)之比可得放大电路的 电压放大倍数。
将处在动态工作情况。此时， BJT各极电流及电压都将在静 态值的基础上随输入信号作 相应的变化。
交流通路
4.3.1 图解分析法
1. 静态工作点的图解分析 采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入输
出特性曲线。
共射极放大电路
4.3.1 图解分析法
1. 静态工作点的图解分析
• 首先，画出直流通路
ห้องสมุดไป่ตู้
放大元件iC=iB，
4.2.1
基本共射极放大电路的组工成作在放大区，
要保证集电结反
偏，发射结正偏。
基本共射极放大电路
使发射结正偏，通 过Rb提供适当的 静态偏置电流(基 极的直流电流)。
输入微小的交流 控制信号
集电极电阻， 将变化的电流 转变为变化的 电压。
集电极电源， 为电路提供 能量。并保 证集电结反 偏。
放大电路的分析方法
放大电路的分析方法
图解分析法
1. 静态工作点的图解分析 2. 动态工作情况的图解分析 3. 非线性失真的图解分析 4. 图解分析法的适用范围
小信号模型分析法
1. BJT的H参数及小信号模型 2. 用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路 3. 小信号模型分析法的适用范围
按钮三：放大器的图解分析法 (2)
图 2-1-22 NPN管构成的共射放大器输出型三极管构成共射放大器，那么饱和 失真下的输出波形呈现上平顶，截止失真呈现下平顶。 （2）如果放大器的静态工作点设置不合理，就需要对 它进行调整。 措施：调节基极偏置电阻（分压式偏置电路通常调节 上偏置电阻），最终实现ICQ和UCEQ的调整。
放大器的图解分析法
1、静态分析
首先画出放大器的直流通路（又称直流等效电路）；然后针对直 流通路求解静态工作点Q。 放大器直流通路的画法：电容看作开路，电感看作短路。 温度对静态工作点的影响
2、动态分析（固定偏置共射放大器）
静态工作点与波形失真
4、波形失真的判断与Q点的调整
当Q点设置过高时，易产生饱和失真；当Q点设置过低时，易 产生截止失真。对于用NPN型三极管构成的共射放大器，两种 类型的非线性失真输出波形如图2-1-19所示。
放大电路分析方法 PPT
下面介绍常用的线性等效模型，使我们能简化 对放大电路的分析，应注意各种模型的使用范围和 条件。
29
1.直流模型
在而对在共输射出极特放性大中电，路由求于解Q 点IC≈时βI，B，一说般明将仅UB决EQ定取于固IB定，值而0与.7V 或UC0E.Q2无V，关即，认所为以U其B特E可性等曲效线为可一近个 直似流看恒成压一源平， 行这 于样UC就EQ可的将直输线入，特如 性图折(b线)；化，如图(a)；
CE
B
CE
（2）
34
两式中duBE, duCE, diB, diC表示无限小的信号增量，假
定在小信号作用下电流、电压的变化没有超过特性曲线 的线性区，无限小信号增量可以用有限增量代替，即可 用电压、电流的交流分量代替，则上式可写为：
u be
hie
i b
h u re
ce
(h11e,h12e)
这样就可以将BJT等效为直 流模型如图(c) ，理想二极管规 定了电流的方向。
该模型的使用条 件为：BJT工作在直 流静态的放大状态， 且: UBE＞Uon
UCE≥UBE
30
用直流模型估算Q点
+EC （1）根据输入回路估算IBQ
RB RC IB UBE 直流通路
E U
IC
BEQ
BQ
R
B
EC 0.7 RB
另外可从图中看出，改变Rb可使Q点产生移动，
使△ib 、△ic、△uCE及Au发生改变。同样改变RC也可 使Au改变，但不改变Q点的位置。
13
如一果幅输值入 放信 大号 、变△u化i为反正相弦的信正号弦vi信时号，v在o 输。出回路得到
14
动态分析步骤如下：
29
1.直流模型
在而对在共输射出极特放性大中电，路由求于解Q 点IC≈时βI，B，一说般明将仅UB决EQ定取于固IB定，值而0与.7V 或UC0E.Q2无V，关即，认所为以U其B特E可性等曲效线为可一近个 直似流看恒成压一源平， 行这 于样UC就EQ可的将直输线入，特如 性图折(b线)；化，如图(a)；
CE
B
CE
（2）
34
两式中duBE, duCE, diB, diC表示无限小的信号增量，假
定在小信号作用下电流、电压的变化没有超过特性曲线 的线性区，无限小信号增量可以用有限增量代替，即可 用电压、电流的交流分量代替，则上式可写为：
u be
hie
i b
h u re
ce
(h11e,h12e)
这样就可以将BJT等效为直 流模型如图(c) ，理想二极管规 定了电流的方向。
该模型的使用条 件为：BJT工作在直 流静态的放大状态， 且: UBE＞Uon
UCE≥UBE
30
用直流模型估算Q点
+EC （1）根据输入回路估算IBQ
RB RC IB UBE 直流通路
E U
IC
BEQ
BQ
R
B
EC 0.7 RB
另外可从图中看出，改变Rb可使Q点产生移动，
使△ib 、△ic、△uCE及Au发生改变。同样改变RC也可 使Au改变，但不改变Q点的位置。
13
如一果幅输值入 放信 大号 、变△u化i为反正相弦的信正号弦vi信时号，v在o 输。出回路得到
14
动态分析步骤如下：
三极管放大电路及其分析方法
三极管放大电路及其分析方法1.共射放大电路共射放大电路的基本结构是：输入信号通过电容耦合到三极管的基极，输出信号从集电极输出。
这种电路的特点是电压放大倍数大，功率放大倍数高，但频率响应不是很理想。
共射放大电路的工作原理：当输入信号作用在基极时，三极管的集电流会改变，进而导致集电极的电压改变。
根据负反馈原理，集电极的输出电压与输入信号的相位差为180°，输出电压幅度与输入信号成正比。
分析方法：1)静态工作点分析：通过直流分析，确定三极管的偏置电流和偏置电压。
2)小信号分析：将输入信号分解为直流分量和交流分量，通过等效电路分析交流放大特性。
3) 频率响应分析：通过增益-带宽积（Gain-Bandwidth Product, GBW）计算电路的频率响应特性。
4)稳定性分析：通过极点零点分析，确定电路的稳定性。
2.共基放大电路共基放大电路的基本结构是：输入信号通过电容耦合到三极管的发射极，输出信号从集电极输出。
这种电路的特点是电压放大倍数小，功率放大倍数低，但频率响应较好。
共基放大电路的工作原理：当输入信号作用在发射极时，三极管的发射电流会改变，进而改变集电极的电流。
根据负反馈原理，输出电压与输入信号的相位差与共射放大电路相反，输出电压幅度与输入信号成正比。
分析方法：1)静态工作点分析：通过直流分析，确定三极管的偏置电流和偏置电压。
2)小信号分析：将输入信号分解为直流分量和交流分量，通过等效电路分析交流放大特性。
3)频率响应分析：测量输入和输出的频率特性，并计算放大电路的频率响应。
4)稳定性分析：通过极点零点分析，确定电路的稳定性。
3.共集放大电路共集放大电路的基本结构是：输入信号通过电容耦合到三极管的基极，输出信号从发射极输出。
这种电路的特点是电压放大倍数一般，功率放大倍数较高，频率响应较好。
共集放大电路的工作原理：输入信号作用在基极上时，三极管的集电极电压不变，而发射电压会对应变化。
根据负反馈原理，输出电压与输入信号的相位差与共射放大电路相同，输出电压幅度与输入信号成正比。
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IBQ≈35μA
Q
Guangzhou College of SCUT
UBEQ≈0.65V
根据电路的直流通路得：
I CQ I BQ 2.8mA
UCEQ VCC I CQ Rc 3.8V
例题二：同上，求解放大电路的动态参数。
RL
Guangzhou College of SCUT
RL
作业：
P138 2.5 P138 2.7
Guangzhou College of SCUT
I BQ
VCC U BEQ Rb
20μA
ICQ IBQ 1.6mA UCEQ VCC ICQ Rc 7.2V
例题三：阻容耦合共射放大电路的动态分析
80，rbe 1k
Guangzhou College of SCUT
阻容耦合共射放大电路的动态分析
Guangzhou College of SCUT
1) 电压放大倍数 2) 电压放大倍数
' (R ∥ R ) U I R L L o c c A u r U I rbe i b be
U U U Ri o o i Aus A u U U U R R s s i s i
U CE
rbe
h12
uBE uCE
IB
b-e间的 动态电阻
Guangzhou College of SCUT
内反馈 系数
h21
iC iB
U CE
h22
电流放大系数
iC uCE
iB
1 rce
c-e间的电导
分清主次，合理近似！
3)简化的h参数等效电路－交流等效模型
Guangzhou College of SCUT
Ro Rc
输入电阻和输出电阻的定义
Guangzhou College of SCUT
Ui Ri Ii
输入电压与输入电流有效值之比。
' Uo Ro ( 1) RL Uo
将输出等效成有内阻的电压源， 内阻就是输出电阻。
输出电阻的求解方法：
1) 方法一：将输入信号电压短路，即us=0，但保留信号源 内阻，在输出端去掉负载RL，加一个交流信号uo，求出由 它所产生的电流io，根据定义：
输入回路等效为 恒压源
I BQ＝
VBB－U BEQ Rb
I CQ I BQ U CEQ VCC I CQ Rc
输出回路等效为电流控制的电流源
理想二极管
利用估算法求解静态工作点，实质上利用了直流模型。
2. 晶体管的h参数等效模型（交流等效模型）
1)h参数等效模型的由来 在交流通路中可将晶体管看成 为一个二端口网络，输入回路、 输出回路各为一个端口。
Guangzhou College of SCUT
uo Ro io
RL u S 0
2) 方法二：在输入端加上一个固定的交流信号ui，先测出 ' u 负载开路时的输出电压 o ，再测出接上阻值为已知的负载 电阻RL以后的输出电压uo，就可以计算输出电阻：
' ' uo uo uo Ro RL ( 1) RL uo uo
( Rc∥RL ) 120 A u rbe U U ( Rc∥RL ) U Ri o i Aus o 60 Us Us U i Rs Ri rbe
Ri Rb∥rbe 1k
Ro Rc 3k
Guangzhou College of SCUT
Guangzhou College of SCUT
uCE ) u BE f (iB， uCE ) iC f (iB，
iB f (u BE ) U CE
iC f (uCE ) I B
在低频、小信号作用下的关系式
uBE uBE d u d i U CE B I B duCE BE iB uCE iC di iC d i C U CE B I B duCE iB uCE
Guangzhou College of SCUT
电阻
无量纲 h I U be 11 b h12U ce I c h21 I b h22U ce 电导
无量纲
交流等效模型（按式子画模型）
共射h参数等效模型
2)h参数的物理意义
uBE h11 iB
（2）将交流通路中的三极管用交流等效模型代替， 得到等效电路； （3）求解等效电路的电压放大倍数； （4）求解等效电路的输入电阻和输出电阻。
3. 放大电路的动态分析
Guangzhou College of SCUT
放大电路的交流等效电路如上图所示。
1)放大电路的电压放大倍数
I (R r ) I (R r ) U i i b be b b be
I R I R U o c c b c
U Rc o Au Ui Rb rbe
3. 放大电路的动态分析
等效变换
Guangzhou College of SCUT
2)输入电阻和输出电阻
Ri Ui Rb rbe Ii
根据戴维南定理，将放大电路输出回路等效为电压源 和电阻串联，得到
U be UT rbe rbb' rb'e rbb' (1 ) Ib I EQ
查阅手册 在输入特性曲线上，Q点越高，rbe越小！
由IEQ算出
3. 放大电路的动态分析
放大电路的动态分析的步骤： （1）画出放大电路的交流通路；
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由已知条件得：
UT rbe rbb' (1 ) 952 I EQ
Ri Rb rbe 11k Ro Rc 3k
( Rc ∥ RL ) 11 A u Rb rbe
例题三：阻容耦合共射放大电路的静态分析 80，r
be
1k
2.3
Guangzhou College of SCUT
放大电路的分析方法
2.3.1 直流通路和交流通路
2.3.2 图解法 2 电路的分析复杂化。利用线性元件 建立模型，来描述非线性器件的特性。 1. 直流模型：适于Q点的分析
Guangzhou College of SCUT
3) 输入电阻 Ri Rb ∥ rbe rbe 4) 输出电阻 Ro Rc
输入电阻中不应含有Rs!
输出电阻中不应含有RL! 注意：放大电路的输入电阻与信号源内阻无关，输出电 阻与负载无关。
例题二：已知放大电路如下图所示，电路参数都标在
电路中，并且已知三极管的输入特性曲线， 80 , rbb' 200 求解放大电路的静态工作点Q。
根据分析得： 内反馈系数h12很小(<10^-2)，可忽略不计.
c-e间电导h22很小(<10^-5)，rce很大(1/h22)，支路电流可忽略
得到简化的h参数等效模型如上图。
4)rbe的近似表达式
基区体电阻
发射结电阻 发射区体电阻 数值小可忽略
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利用PN结的电流方程可求得:
Q
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UBEQ≈0.65V
根据电路的直流通路得：
I CQ I BQ 2.8mA
UCEQ VCC I CQ Rc 3.8V
例题二：同上，求解放大电路的动态参数。
RL
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RL
作业：
P138 2.5 P138 2.7
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I BQ
VCC U BEQ Rb
20μA
ICQ IBQ 1.6mA UCEQ VCC ICQ Rc 7.2V
例题三：阻容耦合共射放大电路的动态分析
80，rbe 1k
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阻容耦合共射放大电路的动态分析
Guangzhou College of SCUT
1) 电压放大倍数 2) 电压放大倍数
' (R ∥ R ) U I R L L o c c A u r U I rbe i b be
U U U Ri o o i Aus A u U U U R R s s i s i
U CE
rbe
h12
uBE uCE
IB
b-e间的 动态电阻
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内反馈 系数
h21
iC iB
U CE
h22
电流放大系数
iC uCE
iB
1 rce
c-e间的电导
分清主次，合理近似！
3)简化的h参数等效电路－交流等效模型
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Ro Rc
输入电阻和输出电阻的定义
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Ui Ri Ii
输入电压与输入电流有效值之比。
' Uo Ro ( 1) RL Uo
将输出等效成有内阻的电压源， 内阻就是输出电阻。
输出电阻的求解方法：
1) 方法一：将输入信号电压短路，即us=0，但保留信号源 内阻，在输出端去掉负载RL，加一个交流信号uo，求出由 它所产生的电流io，根据定义：
输入回路等效为 恒压源
I BQ＝
VBB－U BEQ Rb
I CQ I BQ U CEQ VCC I CQ Rc
输出回路等效为电流控制的电流源
理想二极管
利用估算法求解静态工作点，实质上利用了直流模型。
2. 晶体管的h参数等效模型（交流等效模型）
1)h参数等效模型的由来 在交流通路中可将晶体管看成 为一个二端口网络，输入回路、 输出回路各为一个端口。
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uo Ro io
RL u S 0
2) 方法二：在输入端加上一个固定的交流信号ui，先测出 ' u 负载开路时的输出电压 o ，再测出接上阻值为已知的负载 电阻RL以后的输出电压uo，就可以计算输出电阻：
' ' uo uo uo Ro RL ( 1) RL uo uo
( Rc∥RL ) 120 A u rbe U U ( Rc∥RL ) U Ri o i Aus o 60 Us Us U i Rs Ri rbe
Ri Rb∥rbe 1k
Ro Rc 3k
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uCE ) u BE f (iB， uCE ) iC f (iB，
iB f (u BE ) U CE
iC f (uCE ) I B
在低频、小信号作用下的关系式
uBE uBE d u d i U CE B I B duCE BE iB uCE iC di iC d i C U CE B I B duCE iB uCE
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电阻
无量纲 h I U be 11 b h12U ce I c h21 I b h22U ce 电导
无量纲
交流等效模型（按式子画模型）
共射h参数等效模型
2)h参数的物理意义
uBE h11 iB
（2）将交流通路中的三极管用交流等效模型代替， 得到等效电路； （3）求解等效电路的电压放大倍数； （4）求解等效电路的输入电阻和输出电阻。
3. 放大电路的动态分析
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放大电路的交流等效电路如上图所示。
1)放大电路的电压放大倍数
I (R r ) I (R r ) U i i b be b b be
I R I R U o c c b c
U Rc o Au Ui Rb rbe
3. 放大电路的动态分析
等效变换
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2)输入电阻和输出电阻
Ri Ui Rb rbe Ii
根据戴维南定理，将放大电路输出回路等效为电压源 和电阻串联，得到
U be UT rbe rbb' rb'e rbb' (1 ) Ib I EQ
查阅手册 在输入特性曲线上，Q点越高，rbe越小！
由IEQ算出
3. 放大电路的动态分析
放大电路的动态分析的步骤： （1）画出放大电路的交流通路；
Guangzhou College of SCUT
由已知条件得：
UT rbe rbb' (1 ) 952 I EQ
Ri Rb rbe 11k Ro Rc 3k
( Rc ∥ RL ) 11 A u Rb rbe
例题三：阻容耦合共射放大电路的静态分析 80，r
be
1k
2.3
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放大电路的分析方法
2.3.1 直流通路和交流通路
2.3.2 图解法 2 电路的分析复杂化。利用线性元件 建立模型，来描述非线性器件的特性。 1. 直流模型：适于Q点的分析
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3) 输入电阻 Ri Rb ∥ rbe rbe 4) 输出电阻 Ro Rc
输入电阻中不应含有Rs!
输出电阻中不应含有RL! 注意：放大电路的输入电阻与信号源内阻无关，输出电 阻与负载无关。
例题二：已知放大电路如下图所示，电路参数都标在
电路中，并且已知三极管的输入特性曲线， 80 , rbb' 200 求解放大电路的静态工作点Q。
根据分析得： 内反馈系数h12很小(<10^-2)，可忽略不计.
c-e间电导h22很小(<10^-5)，rce很大(1/h22)，支路电流可忽略
得到简化的h参数等效模型如上图。
4)rbe的近似表达式
基区体电阻
发射结电阻 发射区体电阻 数值小可忽略
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利用PN结的电流方程可求得: