放大电路分析方法交直流通道图解法剖析
合集下载
放大电路的图解分析法
iC
UCC RC ICQ2 I CQ ICQ1
0
Rb1 >Rb > Rb2
Q2
I BQ2
Q
I BQ
Q1
I BQ1
UCEQ2 UCEQ UCEQ1 UCC
uCE
Rc、Ucc固定，Rb变化对Q点的影响
i UCC
C
RC1
UCC
RC
UCC
RC2
I CQ
Q2
RC2 >RC > RC1
Q Q1
I BQ
UCEQ2 UCEQ UCEQ1
uCE
Rb、Ucc固定，Rc变化对Q点的影响
i UCC1
C
RC
UCC RC
UCC2 RC I CQ
0
UCC1 >UCC >UCC2
Q1 Q Q2
I BQ1 I BQ
I BQ2
UCEQ UCC2
UCC UCC1
uCE
Rb、Rc固定， Ucc变化对Q点的影响
综上所述: 在基本共发射极放大电路的直流通道中，基极电流IBQ的大小由Rb控制 ICQ大小与RC无关 RC只决定UCEQ的大小
上述分析结论，可为电路调试给出理论指导。 实际中，主要通过改变电阻Rb来改变Q点的位置，而很少通过改变Ucc来 改变Q点的位置。
2.3.3 用图解法分析放大电路的动态工作情况 1 、 交流负载线及其作图方法
ic
ib ui R b
T R'L RC // RL uo
(a)
mA iC
5
交流负载线 iB=100μA
求作交流通道的方法： 电路中的耦合电容（旁路电容）视为短路，直流电源视为短路。
依据： 在所讨论的频率范围内，xc的值比较小，故电容可作短路处理； 电子电路中的直流电源，一般都经过稳压处理，其内阻很小, 对交流信号可视为短路
图解法分析放大电路
RC
①斜 率为-1/R'L 。 （ R'L= RL∥Rc ）
直流负载线 Q IB
②经过Q点。
注意：
VCC
（1）交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹。
iCE
（2）空载时，交流负载线与直流负载线重合。
第8页/共15页
4．非线性失真与Q的关系 （1）合适的静态工作点 iC ib
可输出 的最大 不失真 信号
uo比ui幅度放大且相位相反
第3页/共15页
结论：（1）放大电路中的信号是交
直流共存，可表示成：
ui
t
uBE UBE ube
uBE
iB IB ib
iB
t
iC IC ic
t
uCE UCE uce
iC
虽然交流量可正负变化，但瞬时量方
t
向始终不变
uCE
（2）输出uo与输入ui相比，幅度被放大了，
uCE uo
第9页/共15页
（2）Q点过低→信号进入截止区
iC
信号波形
uCE
uo
称为截止失真
第10页/共15页
（3）Q点过高→信号进入饱和区
iC
信号波形
称为饱和失真
uCE
uo
截止失真和饱和失真 统称“非线性失真”
动画演示——放大器的饱和与截止失真 第11页/共15页
第12页/共15页
考考你!
第6页/共15页
交流量ic和uce有如下关系： uce=-ic（RC//RL）= -ic RL 或ic=（-1/ RL） uce
即：交流负载线的斜率为： 1
RL
交流负载线的作法： ①斜 率为-1/R'L 。（ R'L= RL∥Rc ） ②经过Q点。
模电课件3.3图解分析法
称交流工作状态。
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。
2. 直流通道和交流通道
直交流流通通道道流信流电号通BR向若源而道、c/外直时言中/E能R即向看流，，，L通能和外，电没其可过通偏看有源有上将交过置，直内压的直流直电有流阻降交流的流阻等负为。流电电的R效载零设压源路b通的电，C降和。通道交1阻交近耦道、。流，流似合。C从负2电为电R如足C载c流零容从、、够电流。短CBR大阻、、过在路b，，。E直交。对 直流电源和耦合电容对交流相当于短路
缺点： 不能分析工作频率较高时的电路工作状态，也不能
用来分析放大电路的输入电阻、输出电阻等动态性能 指标。
的电位VB、VE和VC即可确定三极管的静态工作状态。
例题 放大电路如图所示。已知BJT的 ß=80，
Rb=300k ， Rc=2k， VCC= +12V，求： （1）放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？ （2）当Rb=100k时，放大电路的Q点。此时BJT工 作在哪个区域？（忽略BJT的饱和压降）
(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
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。
图 3.3.7 放大器的最大不 失真输出幅度（动画3-4）
4. 非线性失真 放大器要求输出信号与输入信号之间是线性
关系，不能产生失真。 由于三极管存在非线性，使输出信号产生了
（2）静态工作状态图解分析法
1.把电路分成非线性和线性部分
2.作出电路非线性部分的V-A特
性即三极管输出特性曲线。
3. 由电路线性V部CC分、的VVC-AC /特Rc性即
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。
2. 直流通道和交流通道
直交流流通通道道流信流电号通BR向若源而道、c/外直时言中/E能R即向看流，，，L通能和外，电没其可过通偏看有源有上将交过置，直内压的直流直电有流阻降交流的流阻等负为。流电电的R效载零设压源路b通的电，C降和。通道交1阻交近耦道、。流，流似合。C从负2电为电R如足C载c流零容从、、够电流。短CBR大阻、、过在路b，，。E直交。对 直流电源和耦合电容对交流相当于短路
缺点： 不能分析工作频率较高时的电路工作状态，也不能
用来分析放大电路的输入电阻、输出电阻等动态性能 指标。
的电位VB、VE和VC即可确定三极管的静态工作状态。
例题 放大电路如图所示。已知BJT的 ß=80，
Rb=300k ， Rc=2k， VCC= +12V，求： （1）放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？ （2）当Rb=100k时，放大电路的Q点。此时BJT工 作在哪个区域？（忽略BJT的饱和压降）
(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
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。
图 3.3.7 放大器的最大不 失真输出幅度（动画3-4）
4. 非线性失真 放大器要求输出信号与输入信号之间是线性
关系，不能产生失真。 由于三极管存在非线性，使输出信号产生了
（2）静态工作状态图解分析法
1.把电路分成非线性和线性部分
2.作出电路非线性部分的V-A特
性即三极管输出特性曲线。
3. 由电路线性V部CC分、的VVC-AC /特Rc性即
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
基本放大电路(2) 2.3放大电路的分析方法--交流通路直流通路
2 - 2 - 26
【例3】分析所示各电路是否能够放大正弦交流信号， 简述理由
×
2 - 2 - 27
内容摘要
2、图解法的应用
1）计算静态工作点（静态分析）。 2 ）计算电压放大倍数（动态参数的分析）。 3 ）分析放大电路的非线性失真。 4 ） 分析电路参数放大电路的影响。 5 ）分析放大电路最大输出电压。
U BEQ Rb
ICQ IBQ （根据晶体管电流分配原则）
U CEQ VCC I CQ RC
2-2-5
3
4.改进的直接耦合放大电路静态工作点(Q)的计 算 （无RL时）
I BQ
I1
I2
VCC
U BEQ Rb2
U BEQ Rb1
I1
ICQ IBQ
I2 IBQ
U CEQ VCC ICQ RC
uCE= UCEQ+ uce
= UCEQ- ic RC
uo= - ic RC
说明：①三极管电压、电流均
是交、直流的叠加；
②输入、输出信号相位相反；
2③-R2C的- 4作用 。
3
3. 放大电路静态工作点的估算: ICQ *1）放大电路的直流通路：IBQ
**2）静态工作点的估算：
UCEQ
I BQ
VBB
改正。
＋
VCC
Rb
（a）不能，T集电结正向偏 置，电路会产生饱和失真； 若使电路正常工作就要将－ VCC改为＋VCC 保证三极管工 作2在- 2放- 12大状态。
（b）不能，T工作在 饱和状态；若使电路 正常工作就要在＋VCC 与基极之间加Rb。
RC
R Rb
（c）不能，T工作在截 至状态；所以将VBB反 接，且在输入端串联一 个电阻。
【例3】分析所示各电路是否能够放大正弦交流信号， 简述理由
×
2 - 2 - 27
内容摘要
2、图解法的应用
1）计算静态工作点（静态分析）。 2 ）计算电压放大倍数（动态参数的分析）。 3 ）分析放大电路的非线性失真。 4 ） 分析电路参数放大电路的影响。 5 ）分析放大电路最大输出电压。
U BEQ Rb
ICQ IBQ （根据晶体管电流分配原则）
U CEQ VCC I CQ RC
2-2-5
3
4.改进的直接耦合放大电路静态工作点(Q)的计 算 （无RL时）
I BQ
I1
I2
VCC
U BEQ Rb2
U BEQ Rb1
I1
ICQ IBQ
I2 IBQ
U CEQ VCC ICQ RC
uCE= UCEQ+ uce
= UCEQ- ic RC
uo= - ic RC
说明：①三极管电压、电流均
是交、直流的叠加；
②输入、输出信号相位相反；
2③-R2C的- 4作用 。
3
3. 放大电路静态工作点的估算: ICQ *1）放大电路的直流通路：IBQ
**2）静态工作点的估算：
UCEQ
I BQ
VBB
改正。
＋
VCC
Rb
（a）不能，T集电结正向偏 置，电路会产生饱和失真； 若使电路正常工作就要将－ VCC改为＋VCC 保证三极管工 作2在- 2放- 12大状态。
（b）不能，T工作在 饱和状态；若使电路 正常工作就要在＋VCC 与基极之间加Rb。
RC
R Rb
（c）不能，T工作在截 至状态；所以将VBB反 接，且在输入端串联一 个电阻。
放大电路的基本分析方法
学校工作总结本学期，我校工作在全体师生的大力支持下，按照学校工作计划及行事历工作安排，紧紧围绕提高教育教学质量的工作思路，不断强化学校内部管理，着力推进教师队伍建设，进一步提高学校办学水平，提升学校办学品位，取得了显著的成绩。
现将我校一学期来的工作总结如下：一、德育工作本学期我校德育工作围绕学校工作中心，精心安排了“文明守纪”、“良好习惯养成”、“光辉的旗帜”、“争先创优”等主题教育月活动，从培养学生的行为规范，狠抓养成教育入手，注重务实，探索途径，加强针对性、实效性和全面性，真正把德育工作落到实处。
1.强化学生养成教育，培养学生良好习惯。
本学期，我校德育工作十分注重学生的常规管理，尤其重视对学生的养成教育。
一是利用班队会、红领巾广播站、国旗下演讲对学生进行品德熏陶。
二是以文明监督岗为阵地，继续强化了“文明班集体”的创建评比活动，通过卫生、纪律、两操等各项常规的评比，增强了学生的竞争意识，同时也规范了学生的行为。
三是继续加大值周检查的力度，要求值周领导、教师、学生按时到岗，在校门口检查、督促学生有秩序出入校园，从而使学生的行为规范时时有人抓，处处有人管，形成了良好的局面。
2.抓好班主任队伍建设，营造全员育人氛围。
班主任是学校德育工作最重要的力量，为了抓好班主任队伍建设，提高班主任素质水平，学校在第十二周组织开展了班主任工作讲座，在学期末举行了班主任工作交流，在活动中探索行之有效的工作方法，总结经验，交流心得，使班级管理工作更上新台阶。
3.充分发挥主题班队会的教育功能。
主题班队会,是对学生进行德育教育的一种特殊而卓见成效的方式之一。
为了充分发挥主题班队会的教育意义，第十三周，四（3）中队举行了“祖国美，家乡好”主题队会观摩活动，有效规范了我校主题中队会程序，强化了主题队会对学生的思想教育作用。
二、学校管理工作1.建立健全规章制度。
学期初，学校制定了出明确的目标计划及管理措施，做到了目标明确、工作具体，有效地增强了全体教师参与学校管理的主人翁意识，充分调动了全体教师的工作积极性，保障了教育教学工作的顺利开展。
放大电路的分析方法
Ro Rc
t
饱和失真
饱和失真产生于晶体管的输出回路！
消除饱和失真的方法
Rc↓或VCC↑
Q '''
Q''
Rb↑或 β↓或 VBB ↓
这可不是 好办法！
• 消除方法：增大Rb，减小VBB，减小Rc，减小β，增大VCC。
• 最大不失真输出电压Uom ：比较UCEQ与（ VCC－ UCEQ ）， 取其小者，除以 2 。
iB I BQ
小信号等效模型
基区体电阻
发射结电阻
发射区体电阻 数值小可忽略 利用PN结的电流方程可求得
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
阻容耦合共射放大电路的动态分析
例 图（a）为三极管放大电路，u i =10 sin t（mV）。电容C1、 C2 对交流信号呈现的容抗近似为零。三极管输入、输出特性曲线 如图（b）所示，试用图解法求三极管的输入电流iB、输入电压 uBE、输出电流iC、输出电压uCE和放大电路的电压放大倍数 Au=uo/ ui 。
例2.2.2 解：
' (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 A A us u U U U R R s s i s i
Ri Rb ∥ rbe rbe
讨论
1. 在什么参数、如何变化时Q1→ Q2 → Q3 → Q4？ 2. 从输出电压上看，哪个Q点下最易产生截止失真？哪 个Q点下最易产生饱和失真？哪个Q点下Uom最大？ 3. 设计放大电路时，应根据什么选择VCC？
放大电路分析方法
i 1 u I 1 U
ce
R＇ ce
CQ
R＇ CEQ
L
L
这么在输出回路特征曲线中经过Q点和所作旳一 条斜率为－1/ (RC// RL)旳直线就为交流负载线。
18
交流负载线旳作法
过Q点作一条直线，与横 坐标交点为
（UCEQ+ICQRL’，0），
该直线即为交流负载线， 斜率为： 1
R L
iC
V CC R C
直流 负载线
UCE
VCC
16
b)、交流负载线
交流通路下负载旳VAR关系曲线。
ic
uce
uo
ui
RB
RC RL
ic 1
uce
RL
交流通路
其中： RL RL // RC
17
该直线具有两个特征：
①当μi=0时，BJT旳ic应为ICQ , uce应为UCEQ ，即该
直线肯定经过Q点；
②动态条件下ic对uce旳斜率为-1/RL’，满足关系式
显然方程(1)为一直线方程， 称为输入负载线；方程(2)为 指数曲线。
9
应用一样措施在输出回路能够写出回路方程为：
VCC- IC RC = UCE 在放大回路中可测量出iC/uCE座标系中在不同IB下旳 关系曲线, 上述直线方程与输出关系曲线在IB = IBQ时
旳交点值即为ICQ、UCEQ。
上述直线方程相应旳直 线即为输出负载线，也 称直流负载线。
混合参数。。 等效模型图如下：
以上所得电路就是把 BJT线性化后旳线性模 型。在分析计算时， 能够利用这个模型来 替代BJT，从而,能够 把BJT看成线性电路来 处理，使非线性复杂 电路旳计算得以处理。
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
上一页 返回 下一页
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
上一页 返回 下一页
❖ 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
上一页 返回 下一页
[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
上一页 返回 下一页
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
放大电路分析方法、图解法分析放大电路
放⼤电路分析⽅法、图解法分析放⼤电路放⼤电路分析⽅法、图解法分析放⼤电路⼀、本⽂介绍的定义⼆、放⼤电路分析⽅法三、图解法⼀、本⽂介绍的定义放⼤电路分析、图解法、微变等效电路法、静态分析、动态分析、直流通路、交流通路、单管共射放⼤电路的直流和交流通路、静态⼯作点、图解法分析静态、直流负载线、交流负载线、电压放⼤倍数公式、交直流并存状态、电压放⼤作⽤、倒相作⽤、⾮线性失真、截⽌失真、饱和失真、最⼤输出幅度、电路参数对静态⼯作点的影响、⼆、放⼤电路分析⽅法放⼤电路分析：放⼤电路主要器件如双极型三极管、场效应管，特性曲线是⾮线性的，对放⼤电路定量分析，需要处理⾮线性问题，常⽤⽅法，图解法和微变等效电路法。
图解法：在放⼤管特性曲线上⽤作图的⽅法对放⼤电路求解。
微变等效电路法：将⾮线性问题转化成线性问题，也就是，在较⼩变化范围内，近似认为特性曲线是线性的，导出放⼤器件等效电路和微变等效参数，利⽤线性电路适⽤的定律定理对放⼤电路求解。
静态分析：讨论对象是直流成分，分析未加输⼊信号时，电路中各处的直流电压、直流电流。
动态分析：讨论对象是交流成分，加上交流输⼊信号，估算动态技术指标，电压放⼤倍数、输⼊电阻、输出电阻、通频带、最⼤输出功率。
直流通路：电容所在路视为开路；电感所在路视为短路。
交流通路：电容容抗为1/(wC)，电容值⾜够⼤，电容所在路视为短路；电感感抗为wL；理想直流电压源Vcc视为短路(因为电压恒定不变)；理想电流源，视为开路(因为电流变化量为0) 。
单管共射放⼤电路的直流和交流通路：如下图，直流通路，将隔直电容开路；交流通路，将隔直电容短路，直流电源Vcc短路。
静态⼯作点：三极管基极回路和集电极回路存在着直流电流和直流电压，这些电流电压在三极管输⼊输出特性曲线上对应⼀个点，称为静态⼯作点，静态⼯作点的基极电流Ibq、基极与发射极之间的电压Ubeq、集电极电流Icq、集电极与发射极电压Uceq。
三、图解法图解法分析静态：⽤作图的⽅法分析放⼤电路静态⼯作点。
第2章 放大电路分析基础分析
第2章 放大电路分析基础
讨论一
画图示电路的直流通路和交流通路。
第2章 放大电路分析基础
二、图解法
uBE VBB iB Rb
应用实测特性曲线
uCE VCC iC Rc
1. 静态分析：图解二元方程组
输入回路 负载线 IBQ
负载线
Q
ICQ
Q
IBQ
UBEQ
UCEQ
第2章 放大电路分析基础
第2章 放大电路分析基础
一、放大的概念及放大电路的性能指标
1、放大的概念
放大的对象：变化量
放大的本质：能量的控制
放大的特征：功率放大
判断电路能否放 大的基本出发点
放大的基本要求：不失真，放大的前提
第2章 放大电均可看成为两端口网络。
输入电流
信号源 内阻 输出电流
2)输入电阻和输出电阻
从输入端看进去的 等效电阻
Ui Ri Ii
输入电压与 输入电流有 效值之比。
U Uo U Ro ( 1) RL Uo Uo RL
' o ' o
将输出等效 成有内阻的电 压源，内阻就 是输出电阻。
空载时输出 电压有效值
带RL时的输出电 压有效值
第2章 放大电路分析基础
第2章 放大电路分析基础
在基本共射放大电路中，电压和电流都得到放大(ic=ib， uoui)，即功率得到放大。需要提醒大家的是，输出功
率并非来自输入信号 (信号源)，而是来自直流电源 VCC。
正是由于 iB 或 iE 对 iC 的控制作用，使得在 ui 的作用下直 流电源VCC输出的电流中包含与 ui同样变化且被放大的 分量，即放大电路的输出功率是在输入信号的作用下 通过晶体管将直流电源的能量转换而来。因此，放大
第一章放大电路的基本原理和解读
根据放大系数的定义得到集电极电流ICQ，此电流流过集电极负载RC产生一个压降，则静态时的集电极电压VCEQ =VCCICQ*RC
2020/12/13 5
第五页，共20页。
二、动态 1.定义：输入端在原有的静态基础上叠加一个动态的微小变化量△UI 2. 工作电路
的电路的状态 。
iC
RC
iB
VCC
+
u- I
3.电路
Rb
C1
＋ UI
_
RC C2
T
+VCC
+
U0
_
2020/12/13
8
第八页，共20页。
1.3放大电路的主要技术指标
一、放大倍数
1.定义：输出信号的变化量与输入信号的变化量之比。
2.分类：（1）电压放大倍数Au，（在放大电路的输入端加上一个正弦波电压信号
时）
Au＝U0/Ui
在输出端测定的输出电压的有效值 指
三、输出电阻
1.定义：当输入端信号电压Us＝0（保留信号源内阻Rs），输出端开路，即负载电阻Rl无穷大时，外加的输出电压Uo与相应的 输出电流I0之比。
2.计算公式：R0＝U0/I0 Us＝0 Rs＝∞
3.试验测试：（1)测试方法：在输入端加上一个正弦信号电压Us，首先测出负载开路时的输出电压U0’,接上阻值 已知的负载电阻，测出此时的输出电压U0则得到 U0=
二.一般掌握 1.用图解法确定单管共射放大电路的静态工作点，定性分析波形失真，观察电路参数对静态工作点的影响，估 算最大不失真输出的动态范围。 2.三种不同组态放大电路的特点。
3.多级放大电路三种耦合方式的特点，放大倍数的计算规律。
2020/12/13
2020/12/13 5
第五页，共20页。
二、动态 1.定义：输入端在原有的静态基础上叠加一个动态的微小变化量△UI 2. 工作电路
的电路的状态 。
iC
RC
iB
VCC
+
u- I
3.电路
Rb
C1
＋ UI
_
RC C2
T
+VCC
+
U0
_
2020/12/13
8
第八页，共20页。
1.3放大电路的主要技术指标
一、放大倍数
1.定义：输出信号的变化量与输入信号的变化量之比。
2.分类：（1）电压放大倍数Au，（在放大电路的输入端加上一个正弦波电压信号
时）
Au＝U0/Ui
在输出端测定的输出电压的有效值 指
三、输出电阻
1.定义：当输入端信号电压Us＝0（保留信号源内阻Rs），输出端开路，即负载电阻Rl无穷大时，外加的输出电压Uo与相应的 输出电流I0之比。
2.计算公式：R0＝U0/I0 Us＝0 Rs＝∞
3.试验测试：（1)测试方法：在输入端加上一个正弦信号电压Us，首先测出负载开路时的输出电压U0’,接上阻值 已知的负载电阻，测出此时的输出电压U0则得到 U0=
二.一般掌握 1.用图解法确定单管共射放大电路的静态工作点，定性分析波形失真，观察电路参数对静态工作点的影响，估 算最大不失真输出的动态范围。 2.三种不同组态放大电路的特点。
3.多级放大电路三种耦合方式的特点，放大倍数的计算规律。
2020/12/13
放大电路的分析方法
CE组态放大电路输出与输入反相。
VCC
请记住！
Rc
RB1
Co
Ci iB
iC+
+
+
Rs +
ui
T1
+
uBE
uC RL uo
us -
-
-
-
-
uBE=UBEQ+ui
UBEQ t
O
uCE
UCEQ t
O
uCE=UCEQ-ic(RC//RL)
制作单位：北京交通大学电子信息工程学院 《模拟电子技术》课程组
请记住！ 交直流叠加量：小写字母、大写下标，如iB。
复数量：大写字母、小写下标，如Ui。
51/131
符号表示习惯 直流分量：IB。 交流分量：ib。
交直流叠加量：iB。
复数量：Ui。
VCC
Rc
RB1
Co
Ci iB
iC+
+
+
Rs +
ui
+ T1
uBE
uC RL uo
us
-
-
-
-
-
ui
uBE=UBEQ+ui
放大电路的分析方法
50/131
3.2.2
放大电路的分析方法
一、信号放大原理
iBE/μA
ib
VCC
IB1
IBQ
Rc
RB1
Co
IB2
Q
ibm
Ci
iB
iC+
+
Rs +
+ T1
uBE
uC RL uo
UBEQ ui
(整理)基本放大电路的分析方法
3.2 基本放大电路的分析方法3.2.1 放大电路的静态分析放大电路的静态分析有计算法和图解分析法两种。
（1）静态工作状态的计算分析法根据直流通路可对放大电路的静态进行计算(03.08)I= I B (03.09)CV=V CC－I C R c (03.10)CEI、I C和V CE这些量代表的工作状态称为静态工作点，用Q表示。
B在测试基本放大电路时，往往测量三个电极对地的电位V B、V E和V C即可确定三极管的工作状态。
（2）静态工作状态的图解分析法放大电路静态工作状态的图解分析如图03.08所示。
图03.08 放大电路静态工作状态的图解分析直流负载线的确定方法：1. 由直流负载列出方程式V CE=V CC－I C R c2. 在输出特性曲线X轴及Y轴上确定两个特殊点 V CC和V CC/R c,即可画出直流负载线。
3. 在输入回路列方程式V BE =V CC－I B R b4. 在输入特性曲线上，作出输入负载线，两线的交点即是Q。
5. 得到Q点的参数I BQ、I CQ和V CEQ。
例3.1：测量三极管三个电极对地电位如图03.09所示，试判断三极管的工作状态。
图03.09 三极管工作状态判断例3.2：用数字电压表测得V B=4.5V 、V E=3.8V 、V C =8V，试判断三极管的工作状态。
电路如图03.10所示图03.10 例3.2电路图3.2.2 放大电路的动态图解分析(1) 交流负载线交流负载线确定方法：1.通过输出特性曲线上的Q点做一条直线，其斜率为1/R L'。
2.R L'= R L∥R c，是交流负载电阻。
3.交流负载线是有交流输入信号时，工作点Q的运动轨迹。
4.交流负载线与直流负载线相交，通过Q点。
图03.11 放大电路的动态工作状态的图解分析(2) 交流工作状态的图解分析动画图03.12 放大电路的动态图解分析（动画3-1）通过图03.12所示动态图解分析，可得出如下结论：1. v i→↑ v BE→↑ i B→↑ i C→↑ v CE→↓ |-v o|↑；2. v o与v i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。
放大电路分析方法1 交直流通道 图解法1讲解
- iC
?(RL // RC )
此外 uCE ? VCC/ - iC ?RC/
T
可转换方程为
iC ? VCC/ RC/ - uCE RC/
输出回路 输出特性
iC ? 0，uCE ? VCC
uCE
?
0，iC
?
VCC Rc
外电路回路方程
Q
输出回路负 载线（直流 负载线）
由静态工作点 Q 确
定的 ICQ 、UCEQ 为 静态值。
习题2.8 若将图示电路中的NPN管换 成PNP管，其它参数不变， 则为使电路正常放大电源应 作如何变化？ Q点如何变化 ？若输出电压波形底部失真 ，则说明电路产生了什么失 真？如何消除？
解：由正电源改为负电源；
Q点数值不变，但UBEQ、UCEQ的极性均为“-”；
输出电压波形底部失真对应输入信号正半周失真，对 PNP管 而言，管子进入截止区，即产生了截止失真；
如果电容容量足够大，可以认为它对交流短路而 对直流开路，即交直流所走的通道是不同的，即信号 的不同分量可以分别在不同的通道分析。
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。 分析原则：先直流通道，后交流通道
画直流通路的原则
1.电容的容抗为无穷大，视为开路 2.电感线圈的阻值很小，相当短路 3.交流信号源视为短路，若有内阻则保留
Au
?
Δ uCE Δ uBE
?
-3 0.04
?
-75
三、波形非线性失真的分析
在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入 信号（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出 信号不能反映输入信号的情况，放大电路产生 非线 性失真 。
为了得到尽量大的输出信号，要把 Q设置在交流
模拟电路-图解法
要想PO大，就要使功率三角形的面积大， 即必须使Vom 和Iom 都要大。
例：试分析图示电路，已知VCC=12V，Rc=3KΩ，
Rb=300 KΩ ,β=50，ui=20sinωt（mv）,求出 uBE、iB 、 iC 、 uCE 、 u0和AV (设T为硅管 )。
注意：输入特性曲线的动态rbe为：
mA
u CE V CC i C R C U CE i c R C 6 3 Sin t V u 0 i c R C 3 Sin t V
i
AU U 0 / U
3 / 0 . 02 150
UCE UCE与Ui反相！
uCE
各点波形
R b1 Cb1 Rc
+ VC C
Cb2
iC
ui
iB
uCE
uo
uo比ui幅度放大且相位相反
各点波形
i B /uA i B /uA
60 40 20
通过图解分析，可得如下结论： 1. vi vBE iB iC vCE |-vo| 2. vo与vi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。
饱和判断：uCE>1V——不饱和；也可以计算ICS判断。
2、静态工作状态的图解分析法
UCE =UCC–ICRC
直流负载线
在输入、输出特性曲线上确定静态工作状态
输出回路负载线
I C f (U CE ) I 常 数 输出回路特性曲线 B
IC/mA
U CC RC
直流负载线 Q
由IB确定的那 条输出特性与 直流负载线的 交点就是Q点
压、电流均是交直流叠加。
非线性器件：三极管PN结的
放大电路的静态分析
VCC
IC UCE
说明:1)求直流负载线两点坐标作出直 流负载线, (VCC, 0 ), (0 ,VCC /Rc);
2)直流负载线和输出特性曲线有多个交 点,只有与IB=IBQ对应的那条曲线的交 点才是静态工作点。
57/131
小结：改变IBQ，即可改变静态工作点的位置，静态工作点的 位置将直接影响放大电路的放大质量。
Ci
iB
iC+
+
+
Rs +
ui
T1
+
uBE
uC RL
uo
us
-
-
-
-
-
54/131 1）解析法 （即计算法 ）
条件：已知发射结压降UBEQ和CE电流增益 β
步骤：（1） 画直流通；
VCC
（2）求静态值，求解顺序为： IBQ→ICQ→UCEQ
IB UBE
IC UCE
分析：IBQ
VCC
UBEQ Rb
I
B
f
U
UBE VCC
BE
IB
→ Rb→
输入特性曲线 输入直流负载线
IBQ
Q
UBE
UBEQ VCC
56/131 步骤③：由输出特性曲线和输出直流负载线交点求ICQ、UCEQ
输出特性曲线 IC f UCE IBIBQ
输出直流负载线 UCE VCC ICRC
IB UBE
ICQ βIBQ
UCEQ=VCC-ICQRC
其中：Si管一般取UBEQ≈0.7V Ge管一般取UBEQ≈0.3V
55/131 2） 图解法 (即作图的方法）
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Au
ΔuO ΔuI
ΔuCE ΔuBE
【例】用图解法求图示电路电压放大倍数。输入、输
出特性曲线如前面图，RL = 3 k 。
解：由输入特性曲线得IBQ为40A；由已知量画直流负载线，得 到输出特性曲线上的Q点。
求 RL 确定交流负载线(见图中过Q 点红直线)
R L
RC //
RL
1.5 k
T
取 iB = (60 – 20) A = 40A
Q
iB
20
uBE/V
0
t0
0.68 0.7 0.72
0
uBE
uBE/V
UBE
t
iC / mA
iC / mA
4
交流负载线 80 60
IC
Q
iC 2
0
t0
0
输出回路工作 情况分析
t
Q
IB = 4 0 µA
4.5 6 7.5 9
uCE
20 直流负载线 0
12 uCE/V
uCE/V
UCEQ
3. 电压放大倍数
§2.3 放大电路的分析方法
2.3.1 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。
如果电容容量足够大，可以认为它对交流短路而 对直流开路，即交直流所走的通道是不同的，即信号 的不同分量可以分别在不同的通道分析。
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。 分析原则：先直流通道，后交流通道
交流负载线
静态工作点
IB
Q
O
uCE /V
事实上，上图是阻容耦合并且接联负载时对应的情况。
非常重要：对于直接耦合，直流负载线与交流负载线是同一直 线；对于阻容耦合，只有空载情况下直流负载线与交流负载线 才是同一直线。
注：斜率相同+均过Q点=同一直线
2. 动态工作情况图解分析
iB
iB / µA
60
40
对交流信号(输入信号ui)
RB RC C1
+VCC
置零
C2
短路
T 短路
RL
ui
交流通路
uo
RB
RC RL
P139：分别改正图示各电路中的错误，使它们有可能放大正 弦波信号。要求保留电路原来的共射接法。
2.1(c)、
2.1(d)
(c)将VBB反接；在输入端串联一个电阻或一个电容。 (d)在VBB支路加Rb；电容C1极性左边为“+”；在-VCC与集电 极之间加Rc。
RC )
此外
uCE
V CC
/
- iC
R C
/
T
可转换方程为
iC
V CC
/
RC/ - uCE
RC /
输出回路 输出特性
iC 0，uCE VCC
uCE
0，iC
VCC Rc
外电路回路方程
Q
输出回路负 载线（直流 负载线）
由静态工作点 Q 确 定的 ICQ、UCEQ 为 静态值。
直流负载线(即外电路回路方程线，用来在图解法中确定Q点): 由直流通路所确定的负载线，斜率-1/Rc
T
基本共射放大电路
2. 用图解法确定输出回路静态值。
方法：静态工作点不仅满足晶体管本身的输出特性曲线， 同时满足外电路（全量）回路方程 uCE = VCC - iCRc ，由 回路方程可确定两个特殊点.
若不考虑负载情况，即无RL
当 iC 0 时，uCE VCC
当
uCE
0
时，iC
VCC Rc
此外uCE = VCC - iCRc
画直流通路的原则
1.电容的容抗为无穷大，视为开路 2.电感线圈的阻值很小，相当短路 3.交流信号源视为短路，若有内阻则保留
例： 对直流信号（只有+VCC）
+VCC
直流通道
RB C1
RC
C2
T
开路
RB RC
+VCC
开路
阻容耦合共射放大电路
画交流通路的原则
1.直流电源：内阻为零，相当于短路 2.耦合电容（大电容）对交流相当于短路
【例】已知图示单管共射放大电路及输出特性曲线，其
中Rb = 280 k，Rc = 3 k ，集电极直流电源 VCC = 12 V， 试用图解法确定静态工作点。
解：首先估算 IBQ
IBQ
VC C
- UBEQ Rb
(12 - 0.7 )mA 40 μA
T
280
做直流负载线，确定 Q 点
根据 UCEQ = VCC – ICQ Rc
二、 电压放大倍数的分析
1. 交流通路的输出回路 输出通路的外电路是 Rc 和 RL 的并联。
ic 见 放大电路波形分析）
RL RL // RC
ic
uce
uo
RB
RC RL
交流通路
iC 和 uCE是全量，与交流量ic和uce有如下关系
ic iC uce uCE
图(e)
图(f)
(e)不能。交流通路中，输入信号被电容C1、 C2、VCC短路 (f)不能。交流通路输出始终为零——VCC置零短路。
直流通路——输出始终为VCC
2.3.2 图解法
在三极管的输入、输出特性曲线上直接用作图的方 法求解放大电路的工作情况。
一、静态工作点的分析
1. 先确定输入回路 IBQ、 UBEQ。（因为UBEQ通常 已知为0.7V，故一般采用估算的方法计算IBQ）
iC = 0，uCE = 12 V ； uCE = 0，iC = 4 mA .
iC /mA
4 3 2 1 0
80 µA
60 µA 静态工作点
40 µA
Q
20 µA
M iB = 0 µA
2
4
6
8
10 12
uCE /V
由 Q 点确定静态值为： IBQ = 40 µA ，ICQ = 2 mA，UCEQ = 6 V.
可转换方程为
T
图 2.2.1 基本共射放大电路
iC= VCC/Rc - uCE/Rc
思考：若考虑负载RL呢？
若考虑RL负载情况，则外 电路（全量）回路方程为
当
iC
0
时，uCE
V CC
/
当
uCE
0
时，iC
VCC / RC /
uCE
V CC
/
- iC
R C
/
RL RC RL
VCC
- iC
(RL
//
则输入、输出特性曲线上有
uBE = (0.72 – 0.68) V = 0.04 V uCE = (4.5 – 7.5) V = - 3 V
iC
所以：
uCE
- 1 RL
即：交流信号的ic和uce的变化沿着斜率为：-
1 RL
的直线。
这条斜率的直线过Q点，称为交流负载线（即动态信号遵循的负
载线，用来描述动态信号的变化状态）
——尽管交流信号正负间切换，但它总有为0的时候（即Q点）。
交流负载线斜率为：-
1 ，其中 RL
RL
RC
//
RL
iC / mA
P136二、试分析各电路是否能放大正弦交流信号，简 述理由。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
图(a)
图(b)
图(c)
(a)不能。直流通路VBB被短路，交流通路输入信号被短路 ——即交直流通路时，输入端的交直流电源互为短路。 (b)能。 (c)不能。做直流通路，IB被ui短路。——即直流被交流信 号源短路。