2.1 BJT放大电路的分析方法

+UCC
求解下面电路的静态工作点. 解:原电路的直流通路如图 :
+UCC RC
RB C1 + RS es ui + + iB
RC iC + uBE + T u CE -
C2
+ RL -
Rb IBQ B
u0
ICQ C T
E UCEQ
UBEQ
¼ Í 16.1.2 ¼ » º µ » ±½ Á ·´ µ Â ò ¯ ó Ä õ ¾ » ôÅ ó ç ·
对输入回路,由KVL得:
U CC I B R b U BE
+UCC RC IC B C T
则:
IB
1 Rb
U
BE

U CC Rb
对输出回路,由KVL得:
则:
IC 1 RC U CE RC
U CC RC
U CC
U CC I C R C U CE
Rb IB
U CC
UCE
三、输出电阻ro
US ~
Au
Ro
US' ~
放大电路的动态参数
如何确定电路的输出电阻ro ？
方法一：计算。 步骤： 1. 所有的电源置零 (将独立源置零，保留受控源)。 2. 加压求流法。
I
U
U ro I
放大电路的动态参数
方法二：测量。 步骤：1. 测量开路电压。 2. 测量接入负载后的输出电压。
第二章 基本放大电路
§2.1 §2.2
§2.3
电子技术与电子设备 基本放大电路的组成
单管共射放大电路
静态工作
一、共射放大电路的工作原理
动态工作
二、静态工作点分析与计算
直流通路 Q点的近似计算 Q点的图解分析 Q点分析举例
第二章 基本放大电路交流通路与微变等效电路三、动态参数分析与计算
动态参数的概念
ro
Us' ~ Uo Us' ~
ro
RL
Uo'
3. 计算。
ro (
Uo Uo
1) R L
动态分析方法
动态分析指放大电路的交流信号的分析. 分析步骤： （1）画出放大电路的交流通路 （2）画出放大电路的微变等效电路图
U CEQ U CC 15 V
静态工作点分析举例(5)
解： (d)图中静态工作点如图所示
取:
UBEQ= 0.7V
+30V 200 kΩ 2kΩ
ICQ UCEQ
2kΩ
由KVL定理，对于输入回路有:
I BQ 200 0 . 7 (1 ) I BQ 2 30 I BQ 99 A I CQ 50 99 4 . 97 mA
举例
U CC 12 V , R B 240 K , 40 , R C 3 K , R L 6 K
计算静态值:
I BQ U CC U BEQ RB U CC RB 12 240 50 A
+UCC
RC ICQ C B T E UCEQ
Rb IBQ
IBQ UBEQ
又由KVL定理，对于输出回路有:
I CQ 2 U CEQ (1 ) I BQ 2 30
U CEQ 10 . 1V
静态工作点分析举例(6)
解：
+5V
(e)图电路可等效为： 各工作点如图所示 取: UBEQ= 0.7V
0 . 7 (1 ) I BQ 10 2 . 5 I BQ 3 . 5 A I CQ 50 3 . 5 0 . 18 mA
C2
+ -+ uo UCC
+ Rb UBB
B
T
E
交流输入信号ui经耦合 电容C1引入放大电路。
经耦合电容C2可获得放大 后的交流输出信号uo。
ui -
基本放大电路的组成（3）
基本共射放大电路的简化结构
实际放大电路中，两个电源往 往合并为一个电源，并采用电位 U CC 表示电源的简化结构。 输入回路
I CQ I BQ 40 50 2 mA
UBEQ
U CEQ U CC I CQ R C 12 2 3 6V
若将RC改为6.5K欧,放大器能否正常工作?
静态工作点分析举例
例：分析图示各放大电路的静态工作点。 50
+15V +30V +20V 300 kΩ 2kΩ 100
i
放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号， 那么就要从信号源取电流。输入电阻是衡量放大 电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大， 从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小。
即：ri越大，Ii 就越小，ui就越接近uS
放大电路的动态参数
放大电路对其负载而言，相当于信号源，我们可以将它等效为 戴维南等效电路，这个戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。
kΩ
+30V 2kΩ 5kΩ
+5V
-15V +15V
2kΩ 300 kΩ
200 2kΩ kΩ
2kΩ
10kΩ
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
-2.5V
静态工作点分析举例(2)
+15V
解： (a)图的静态工作点如图所示
取:
UBEQ= 0.7V
300 kΩ
2kΩ
则:
I BQ
U CC U BEQ Rb
第二章 基本放大电路
§2.6 放大电路的频率特性 一、频率特性与波特图 二、频率失真 三、影响频率特性的因素 §2.7 多级放大电路简介
{end}
基本放大电路的组成（1）
基本放大电路的组成原则： 1、要有工作在放大 状态的放大元件。 三极管应工作在放大区
2、输入、输出信号要有耦合通路。
基本放大电路的组成（2）
直流负载线
iC
iB
Load Line
UBE
E
IBQ 0
Rb
Q
ICQ uBE
Q
IBQ uCE
UBEQ
0
UCEQ
UCC
{end}
静态工作点的分析与计算(4)
例：用估算法计算静态工作点。
已知：UCC=12V，RC=4k，RB=300k，=37.5。
解：
IB
U CC RB

12 300
0 . 04 mA 40 A
例： 对直流信号（只有+EC）
+EC
RB C1 RC T 开路 C2
直流通道
+EC
RB RC
开路
对交流信号(输入信号ui)
+EC
RB C1
RC T
置零
C2
交流通路
uo
短路
ui RB RC RL
短路
静态工作点的分析与计算(1)
步骤:
共射基本放大电路的直流通路
+UCC RC C + B T E C2 + -+ uo
+ C1 Rb +
C2
+ -+ uC2
T
E
uC1
uCE
ui -
uo -
{end}
放大电路的分析方法
估算法
静态分析 图解法 放大 电路 分析 微变等效电路法
动态分析 图解法 计算机仿真
直流通道和交流通道
放大电路中各点的电压或电流都是在静态直 流上附加了小的交流信号。
但是，电容对交、直流的作用不同。如果电 容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即 对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交 直流所走的通道是不同的。 交流通道：只考虑交流信号的分电路。 直流通道：只考虑直流信号的分电路。 信号的不同分量可以分别在不同的通道分析。
动态参数的计算
四、基本放大电路分析举例 放大电路中的失真现象
五、静态工作点的稳定
影响Q点稳定的因素
分压偏置式放大电路
第二章 基本放大电路
§2.4 单管放大电路三种接法及性能比较
一、共集电极放大电路
二、共基极放大电路 三、三种放大电路性能比较 §2.5 场效应管构成的放大电路
一、共源极放大电路 二、共漏极放大电路
共射极交流基本放大电路的结构 （Common-Emitter Amplifier) 耦合电容 放大元件为三极管 作用：隔直流、通交流 大小：几到几十微法， 加直流偏置，使三极管 采用电解电容。
UCC与UBB在数 值关系上有 要求吗？
RC C
工作在放大状态，即：
UBE>0，UCB>0
+ -
C1

15 0 . 7 300
50 A
+UCC RC ICQ C B T E UCEQ
I CQ I BQ 50 50 2 . 5 mA
Rb IBQ
U CEQ U CC I CQ R C
15 2 . 5 2 8V
UBEQ
错误！！Ｕ 静态工作点分析举例(3) ＣＥＱ不可
表明此时三极管已进入饱和区，ＵＣＥＱ≈０ 则:
I CQ I BQ
I CQ U CC U CEQ Rc

20 0 2
10 mA
静态工作点分析举例(4)
解： (c)图中由于输入回路中的负电源， 使三极管处于截止状态。
则:
I BQ 0 I CQ 0
-15V +15V
300 kΩ 2kΩ
iB：符号小写、下标大写，表示直流与交流的总量瞬时值，
即：iB = IB + ib {end}
共射放大电路的工作原理（1）
静态工作状态
+UCC RC ICQ C2 C + -+ T E UCEQ uo -
当ui=0时，称放大电路处于静态。
IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ称为电 路的静态工作点（Q点）。
I BQ
Rb IBQ B
U CC U Rb
ICQ C
T E UCEQ
根据三极管的电流放大作用,有:
I CQ I BQ
UBEQ
对输出回路,由KVL得:
U CC I CQ R C U CEQ
U CEQ U CC I CQ R C
静态工作点的分析与计算(3)
图解分析(Graphical Analysis)
I C I B I B 37 . 5 0 . 04 1 . 5 mA
U CE U CC I C R C 12 1 . 5 4 6 V
请注意电路中IB 和IC 的数量级。
举例
已知电路的结构和参数，
U CC 12 V , R B 240 K , 40 , R C 3 K , R L 6 K
+UCC Rb C1 + B RC C + C1
+UCC RC C + Rb UBB B T C2
Rb
+ -+
uo -
UCC
C2
+ -+ uo -
ui -
E
+
T
E
ui -
输出回路
基本放大电路的组成（4）
放大电路中电压、电流符号说明 由于放大电路中同时存在直流与交流量，因此在对其 进行分析时，为了表达明确，特对电压、电流符号作如下 规定（以三极管基极电流为例）： IB：符号与下标均大写，表示直流分量。 Ib：符号大写、下标小写，表示交流分量的有效值。 ib：符号与下标均小写，表示交流分量的瞬时值。
+ Rb -
C1
+
B IBQ UBEQ
静态时，由于电容C2 的隔直作用
uo =0
ui -
共射放大电路的工作原理（2）
动态工作状态
当ui≠0时，称放大电路处于动态。
+UCC RC iB B uBE iC C
此时：uBE = ube+ UBE = ui +UBEQ 根据三极管的特性，基极电流将随 基极电压变化，有：iB=IBQ+ib 则：iC=βiB=β(IBQ+ib)=ICQ+ic uCE=UCC-iCRC =UCC-ICQRC-icRC =UCEQ-icRC 因为电容C2上电压uC2=UCEQ，所以： uo= - icRC= - βibRC 结论：uO是ui经放大后的交流信号
放大电路的动态参数 一、电压放大倍数Au
ui Au uo
Uo Au U
i
Au是复数，反映了输出和输入的幅值比 与相位差。 Ui 和Uo 分别是输入和输出电压的有效值。
Uo | Au | Ui
放大电路的动态参数 二、输入电阻ri
定义：
US ~
Ii Ui
Au
Ui ri I
能是负值！
解： (b)图的静态工作点与(a)图相似
取: 则:
UBEQ= 0.7V
+30V +20V
100 kΩ 2kΩ
I BQ
U CC U BEQ Rb

30 0 . 7 100
300 A
I CQ I BQ 50 300 15 mA
U CEQ U CC I CQ R C 20 15 2 10V
+UCC
Rb C1
ui=0 电容开路
Rb IBQ B
RC ICQ C T E UCEQ
+
ui -
UBEQ
-
静态工作点的分析与计算(2)
估算法
根据三极管的伏安特性，有：
UBEQ=
0.7V，对硅管
+UCC RC
0.3V，对锗管
U CC I BQ R b U BEQ
BEQ
对输入回路,由KVL得:
IBQ
5kΩ
ICQ UCEQ
UBEQ
由KVL定理，对于输入回路有:
10kΩ -2.5V
又由KVL定理，对于输出回路有:
I CQ 5 U CEQ (1 ) I BQ 10 7 . 5
U CEQ 4 . 8V
{end}
动态分析
放大倍数
输入电阻 输出电阻
动态参数
动态分析的方法