模电02图解法
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• 列输入回路伏安特性方程(输入直流负载线方程) vBE VBB iB Rb
• 列输出回路伏安特性方程(输出直流负载线方程) vCE=VCC-iCRc
1)输入部分图解分析(BJT输入特性曲线复习)
• 在输入特性曲线上,作出直线 vBE VBB iB Rb, • 两线的交点称为输入部分的静态工作点(即Q点),得到IBQ。
已知:BJT的特性曲线,电路参数和输入信号vi
待求:ⅰ.静态分析——确定直流压流[IBQ、ICQ、VCEQ] ⅱ.动态分析——确定交流压流、放大倍数(增益)
及讨论电路参数对放大电路性能的影响。
共射放大电路的图解分析
分成三部分:BJT、输入回路管外部分、输出回路管外部分
1. 静态工作点的图解分析
• 画出直流通路
解:(1)直流通路
Rb Rc IBQ
T
VCC ICQ
与直接耦合共射放大阻容电耦路合共射放大电路 直流通路 直流通路相同!
交流通路
ib
+
vi _
Rb
ic +
T Rc RL vO _
与直接耦合共射放阻大容耦电合路共射交放大电路 交流通路 流通路不同! 输入输出回路均不相同!
交流通路
(2)静态分析
VCC-VBEQ
4.3 放大电路的分析方法
4.3.1 图解分析法(静态动态分析均可)
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
4.3.2 小信号模型分析法(仅动态分析)
4.3.1 图解分析法
定义(广义):利用器件的伏安特性曲线,和其他条件, 通过作图,分析电路中电压电流大小的方法。
简单举例:
ix +
Us
vx
-
伏安特性方程 i
i v R ix
R
v Us
1/R
(ix,vx)
vx
Us
v
ix与vx的关系应该既满足右边电路的伏安特性;又满足左边电路
的伏安特性。即为两条伏安特性的交点。
ix Rs +
Us
vx
-
i
iv R
R
v U s i Rs
1/R
Us
v
图解分析法定义(BJT):利用BJT的特性曲线,和管外电路 的特性曲线,通过作图,分析放大电路静动态压流的方法。
在输入特性曲 线的线性区内,iB和 vBE以Q点坐标为中 心,随vs以正弦规律 变化
根据iB的变化范围在输出特性曲线图上画出iC和vCE 的波形
vCE VCC iC Rc
在输出特性曲线 的平行等距区内,iC 和vCE以Q点坐标为中 心,随iB以正弦规律 变化
相位相反!
2. 动态工作情况的图解分析
举例4.3.1(P.123) 阻容耦合放大电路
(1)画出直流通路,交流通路; (2)静态分析:估算IBQ ,并用 图解法求出ICQ ,VCEQ ; (3)动态分析。
说明:本电路中 1)交流信号源接地,不易被干扰; 2)vBB与vCC合为一个电源; 3)输入与输出回路中接有大电解电容(注意极性),称 为耦合电容,分别在信号源、放大电路、负载之间连接交 流信号,分隔直流信号。称为阻容耦合方式。
2)输出部分图解分析(BJT输出特性曲线复习)
•在输出特性曲线上,作出直线 vCE=VCC-iCRc, •与IBQ曲线的交点称为输出部分的静态工作点(Q点),从而得 到VCEQ 和ICQ。
2. 动态工作情况的图解分析
vs Vsm sin ωt
静态分析后,电路加上待放大的交流信号,假定为正弦信号。 则,总的电压电流关系方程如下: • 列输入回路伏安特性方程(输入交流负载线方程)
• 共射极放大电路中的电压、电流 波形(画在互相对应的时间轴上)
输出压流的形状与输入压流的形 状相同,不失真。
3. 静态工作点对波形失真的影响
不失真 前提:工作点始终处于输入特性曲线的线性区;
输出特性曲线的放大区。 工作点的位置是以静态工作点为中心,随vs的幅值变化上下移 动; 所以为了使工作点一直保持在放大区内,必须使静态工作点处 于合适的位置。 如果位置不合适,则会产生波形失真。
其斜率为 1 RL
而在横轴上的截距为 VCEQ ICQ RL
交流负载线 与直流负载线交于Q点!
电路不带负载时,交流负载线与直流负载线重合! 交流负载线的出现是否影响最大不失真输出电压幅值?
IBQ=
Rb
≈
VCC Rb
12V
= 300K = 40A
输出直流负载线方程
vCE=VCC-iC·Rc =12-4k·iC
Rb Rc IBQ
T
VCC ICQ
阻容耦合共射放大电路 直流通路
ib
+
vi _
RB
ic +
T RC RL vO _
阻容耦合共射放大电路 交流通路
(3)动态分析(回顾直接耦合电路)
vBE VBB vs iB Rb • 列输出回路伏安特性方程(输出交流负载线方程)
vCE=VCC-iCRc 输出回路的直流和交流负载线方程完全相同,为什么?
在BJT的输入特性曲线图上画出vBE 、 iB 的波形
vs Vsm sin ωt vBE VBB vs iB Rb vBE VBB iB Rb (静)
如果位置偏下(接近截止区, VBEQ、IBQ、ICQ太小),
则:截止失真。
iB、iC、vCE均失真,(电流负半周失真,电压正半周失真) 受其限制,最大不失真输出电压幅值Vom≈ICQRC.
截止失真的波形
如果位置偏上(接近饱和区,VBEQ、IBQ、ICQ太大),
则:饱和失真。
iC、vCE均失真(电流正半周失真,电压负半周失真)
受其限制,最大不失真输出电压幅值Vom=VCEQ-VCES.
输入信号过大,即使Q 点设置合理,上下同 时失真
概念:非线性失真— —由于BJT特性曲线 的非线性引起的失真。 (截止失真,饱和失 真)
饱和失真的波形
一般,Q点设置应满足: ICQ Icm ICEO VCEQ Vcem VCES vs较大时:选取在输出交流负载线的中点 vs较小时:为降低功率损耗,选取在输出交流负载线的 中点偏下一些。
输出回路交、直流通路不同,从而交、直流负载线方程不同!
vCE=VCEQ+vce 由交流通路可得 vce=- ic(RC ‖RL)
其中,ic =iC -ICQ
vCE =VCEQ-ic(RC ‖RL) =VCEQ+ICQRL′-iCRL′
交流分量 RC‖RL=RL′
பைடு நூலகம்
交流负载线方程
vCE =VCEQ+ICQRL′-iCRL′
• 列输出回路伏安特性方程(输出直流负载线方程) vCE=VCC-iCRc
1)输入部分图解分析(BJT输入特性曲线复习)
• 在输入特性曲线上,作出直线 vBE VBB iB Rb, • 两线的交点称为输入部分的静态工作点(即Q点),得到IBQ。
已知:BJT的特性曲线,电路参数和输入信号vi
待求:ⅰ.静态分析——确定直流压流[IBQ、ICQ、VCEQ] ⅱ.动态分析——确定交流压流、放大倍数(增益)
及讨论电路参数对放大电路性能的影响。
共射放大电路的图解分析
分成三部分:BJT、输入回路管外部分、输出回路管外部分
1. 静态工作点的图解分析
• 画出直流通路
解:(1)直流通路
Rb Rc IBQ
T
VCC ICQ
与直接耦合共射放大阻容电耦路合共射放大电路 直流通路 直流通路相同!
交流通路
ib
+
vi _
Rb
ic +
T Rc RL vO _
与直接耦合共射放阻大容耦电合路共射交放大电路 交流通路 流通路不同! 输入输出回路均不相同!
交流通路
(2)静态分析
VCC-VBEQ
4.3 放大电路的分析方法
4.3.1 图解分析法(静态动态分析均可)
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
4.3.2 小信号模型分析法(仅动态分析)
4.3.1 图解分析法
定义(广义):利用器件的伏安特性曲线,和其他条件, 通过作图,分析电路中电压电流大小的方法。
简单举例:
ix +
Us
vx
-
伏安特性方程 i
i v R ix
R
v Us
1/R
(ix,vx)
vx
Us
v
ix与vx的关系应该既满足右边电路的伏安特性;又满足左边电路
的伏安特性。即为两条伏安特性的交点。
ix Rs +
Us
vx
-
i
iv R
R
v U s i Rs
1/R
Us
v
图解分析法定义(BJT):利用BJT的特性曲线,和管外电路 的特性曲线,通过作图,分析放大电路静动态压流的方法。
在输入特性曲 线的线性区内,iB和 vBE以Q点坐标为中 心,随vs以正弦规律 变化
根据iB的变化范围在输出特性曲线图上画出iC和vCE 的波形
vCE VCC iC Rc
在输出特性曲线 的平行等距区内,iC 和vCE以Q点坐标为中 心,随iB以正弦规律 变化
相位相反!
2. 动态工作情况的图解分析
举例4.3.1(P.123) 阻容耦合放大电路
(1)画出直流通路,交流通路; (2)静态分析:估算IBQ ,并用 图解法求出ICQ ,VCEQ ; (3)动态分析。
说明:本电路中 1)交流信号源接地,不易被干扰; 2)vBB与vCC合为一个电源; 3)输入与输出回路中接有大电解电容(注意极性),称 为耦合电容,分别在信号源、放大电路、负载之间连接交 流信号,分隔直流信号。称为阻容耦合方式。
2)输出部分图解分析(BJT输出特性曲线复习)
•在输出特性曲线上,作出直线 vCE=VCC-iCRc, •与IBQ曲线的交点称为输出部分的静态工作点(Q点),从而得 到VCEQ 和ICQ。
2. 动态工作情况的图解分析
vs Vsm sin ωt
静态分析后,电路加上待放大的交流信号,假定为正弦信号。 则,总的电压电流关系方程如下: • 列输入回路伏安特性方程(输入交流负载线方程)
• 共射极放大电路中的电压、电流 波形(画在互相对应的时间轴上)
输出压流的形状与输入压流的形 状相同,不失真。
3. 静态工作点对波形失真的影响
不失真 前提:工作点始终处于输入特性曲线的线性区;
输出特性曲线的放大区。 工作点的位置是以静态工作点为中心,随vs的幅值变化上下移 动; 所以为了使工作点一直保持在放大区内,必须使静态工作点处 于合适的位置。 如果位置不合适,则会产生波形失真。
其斜率为 1 RL
而在横轴上的截距为 VCEQ ICQ RL
交流负载线 与直流负载线交于Q点!
电路不带负载时,交流负载线与直流负载线重合! 交流负载线的出现是否影响最大不失真输出电压幅值?
IBQ=
Rb
≈
VCC Rb
12V
= 300K = 40A
输出直流负载线方程
vCE=VCC-iC·Rc =12-4k·iC
Rb Rc IBQ
T
VCC ICQ
阻容耦合共射放大电路 直流通路
ib
+
vi _
RB
ic +
T RC RL vO _
阻容耦合共射放大电路 交流通路
(3)动态分析(回顾直接耦合电路)
vBE VBB vs iB Rb • 列输出回路伏安特性方程(输出交流负载线方程)
vCE=VCC-iCRc 输出回路的直流和交流负载线方程完全相同,为什么?
在BJT的输入特性曲线图上画出vBE 、 iB 的波形
vs Vsm sin ωt vBE VBB vs iB Rb vBE VBB iB Rb (静)
如果位置偏下(接近截止区, VBEQ、IBQ、ICQ太小),
则:截止失真。
iB、iC、vCE均失真,(电流负半周失真,电压正半周失真) 受其限制,最大不失真输出电压幅值Vom≈ICQRC.
截止失真的波形
如果位置偏上(接近饱和区,VBEQ、IBQ、ICQ太大),
则:饱和失真。
iC、vCE均失真(电流正半周失真,电压负半周失真)
受其限制,最大不失真输出电压幅值Vom=VCEQ-VCES.
输入信号过大,即使Q 点设置合理,上下同 时失真
概念:非线性失真— —由于BJT特性曲线 的非线性引起的失真。 (截止失真,饱和失 真)
饱和失真的波形
一般,Q点设置应满足: ICQ Icm ICEO VCEQ Vcem VCES vs较大时:选取在输出交流负载线的中点 vs较小时:为降低功率损耗,选取在输出交流负载线的 中点偏下一些。
输出回路交、直流通路不同,从而交、直流负载线方程不同!
vCE=VCEQ+vce 由交流通路可得 vce=- ic(RC ‖RL)
其中,ic =iC -ICQ
vCE =VCEQ-ic(RC ‖RL) =VCEQ+ICQRL′-iCRL′
交流分量 RC‖RL=RL′
பைடு நூலகம்
交流负载线方程
vCE =VCEQ+ICQRL′-iCRL′