22基本放大电路的分析ok解读

(3) 交流计算
微变等效电路，有： b V i / rbe I rbe rbb' (1 )26 mV / I E c I b I
o I c R'L = I b R'L V
R'L = Rc // RL
电压放大倍数
（动画3-7）
V o / V i = －βR' / r A v L be
(03.16)
输入电阻
/I = rbe // Rb1// Rb2≈rbe Ri V i i
= rbb' +(1+β)26 mV/ IE =300Ω+(1+β)26 mV/ IE (03.17)
求输出电阻：
应将图03.20(b)微变等效电路的输入端短路，将
负载
开路。在输 出端加一个 等效的输出 电压V'o 。
B' E / VT
反映了三极管具有电流控制电流源 求发射结的动态电导， b相当基区内一个点，b是基极。 1 CCCS diE 的特性。 1 iE v / VT re≈VT / iE reQ≈VT /IEQ=26 (mV)/ IEQ ( mA) rbeQ= rbb' + rbe ≈300 +(1+) 26 / IEQ
iB 0
v CE
，称为输入电阻，即 rbe。 ，称为电压反馈系数。
iB 0
h21 (iC /iB )
Байду номын сангаас
vCE 0
，称为电流放大系数，即。
h22 (iC /vCE )
iB 0
，称为输出电导，即1/rce。
h参数的物理含义
图03.17 h11和h12的意义
图 03.18 h21和h22的意义
2.2.6 共基组态基本放大电路
图 03.25共基组态放大电路
图 03.26 共基放大电路 的直流通道
(1)直流分析
与共射组态相同。
(2)交流分析
共基极组态基本放大电路的微变等效电路 如图03.27所示。
①电压放大倍数
V =βR'L / rbe A / V v o i
②输入电阻 rbe Ri Vi / I i // Re 1 rbe 图03.27 CB组态微变等效电路 (03 .22 ) 1 ③输出电阻 Ro ≈RC
2.2 基本放大电路的分析方法
2.2.1 放大电路的静态分析
2.2.2 放大电路的动态图解分析
2.2.3 三极管的低频小信号模型
2.2.4 共射组态基本放大电路微变等效
电路分析法
2.2.5 共集组态基本放大电路
2.2.6 共基组态基本放大电路
2.2.1 放大电路的静态分析
静态分析有计算法和图解分析法两种。
（动画3-1）
(3) 最大不失真输出幅度
①波形的失真
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。
THD V22 V32 100 % V1
(5) 输出功率和功率三角形
放大电路向电阻性负载提供的输出功率
Vom I om 1 Po Vom I om 2 2 2
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。 图 03.15 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Vom 和Iom 都要大。
• (1) 共射组态基本放大电路 • (2) 直流计算 • (3) 交流计算
(1) 共射组态基本放大电路
共发射极交流基本放大电路如图03.20（a）所示。
C2是耦合电容，将 Rb1和Rb2系偏置电 集电极的信号耦合到负 阻。C1是耦合电容，将 载电阻RL上。 输入信号vi耦合到三极 Rb1、Rb2、Rc和Re 管的基极。 (a) 共射基本放大电路 (b) h参数微变等效电路 处于直流通道中。 Rc 、 图 03.20 共射组态交流基本放大电路 Rc是集电极负载电 RL相并联，处于输出回 及其微变等效电路 阻。Re是发射极电阻， （动画3-5）静点 路的交流通道之中。 Ce是Re的旁路电容。
于是
输出电阻Ro Ro = rce∥RC≈RC
2 .2.5 共集组态基本放大电路
(1)直流分析 (a)共集组态放大电路
(b) 直流通道
根据直流通道图有： 图03.22 共集组态基本放大电路 IB=( V'CC－VBE)/ [R'b+(1+)Re] IC= IB VCE= VCC－IERe= VCC－ICRe
③输出电阻
输出电阻可从图3.24 求出。 将输入信号短路，负载 开路，由所加的等效输出信 'o 可以求出输出电流 号V
图 03.24 求 Ro的微变等效电路 ' o I b I b I R I b (1 ) 'o / R I ( V ) e e
b V 'o /(rbe + R 's ) I , R 's Rs // Rb1 // Rb2 'o [(1 )V 'o /(rbe + R's )] (V 'o / Re ) I 'o V rbe + R's Ro = Re // (03 .21) I 'o 1 （动画3-6）
2 .2.3 三极管的低频小信号模型
• （１）模型的建立 • （２）主要参数 • （３）h参数
• （４）h参数微变等效电路简化模型
(1)模型的建立
1.三极管可以用一个模型来代替。 2.对于低频模型可以不考虑结电容的影响。 3.小信号意味着三极管在线性条件下工作，微变也 具有线性同样的含义。
三极管的低频小信号模型如图03.16所示。
(2)交流分析
将图03.22（a）的CC放大电路的中频微变等效 电路画出，如图03.23所示。 ①中频电压放大倍数
o V (1 ) R'L Av 1 o rbe (1 ) R'L V
(03.19) 图03.23 CC组态微变等效电路
②输入电阻 比较CE和CC组态放大电路的电压放大倍数公式， 它们的分子都是 乘以输出电极对地的交流等效负载 Ri=Rb1// R (03.20) b2 //[rbe +(1+)R'L )] 电阻，分母都是三极管基极对地的交流输入电阻。 R'L = RL // Re
地的电位VB、VE和VC即可确定三极管的静态工作状态。
②静态工作状态的图解分析法
放大电路的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. 在输入回路列方程式VBE =VCC－IBRb 确定IBQ
2. 由输出回路列出方程 VCE=VCC－ICRc画出直流 负载线。 3. 在输出特性曲线上，作出输出负载线，两
h11 (vBE /iB )
h12 (vBE /vCE )
v BE
v BE iB
v BE v CE 0 i B v CE
iB 0
v CE
iC iC iB
vCE 0
iC v CE 0 i B v CE
线的交点即是Q。
4. 得到Q点的参数IBQ、ICQ和VCEQ。
例题：试计算三极管的静态工作点。
2.2.2 放大电路的动态图解分析
• （1）交流负载线
• （2）交流工作状态的图解分析
• （3）最大不失真输出幅度
• （4）非线性失真 • （5）输出功率和功率三角形
（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= RL∥Rc， 是交流负载电阻。
图 03.16 双极型三极管h参数模型
（2)模型中的主要参数
I S (e 1) v /V v iE I ES (e 1) I ESe 对于三极管的发射结 表示三极管的电流放大作用。
v / VT
B' E T
根据二极管的方程式 i ②iB——输出电流源
①rbe——三极管的交流输入电阻
rbe— re归算到基极回路的电阻。rbb相当于基
区的体电阻, 对于小功率三极管rbb ≈300，。
re

dvB' E

VT
I ESe B' E

VT
(3) h参数
三极管的模型也可以用网络方程导出。 三极管的输入和输出特性曲线如下：
vBE f (iB , vCE ) iC f (iB , vCE )
3.交流负载线是有交流
输入信号时Q点的运 动轨迹。 4.交流负载线与直流 负载线相交Q点。
(2)交流工作状态的图解分析
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。
(a) 截止失真
（动画3-2） (b) 饱和失真
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。
图 03.14 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 非线性失真。 非线性失真系数的定义：在某一正弦信号输 入下，输出波形因非线性而产生失真，其谐波分 量的总有效值与基波分量之比，用THD表示，即
（1）静态工作状态的计算分析法
（2）静态工作状态的图解分析法
①静态工作状态的计算分析法
根据直流通道可对放大电路的静态进行计算
VCC VBE IB Rb IC β IB VCE VCC I C Rc
IB、IC和VCE这些量代表的工作状态称为静态工作点，
用Q表示。在测试基本放大电路时，往往测量三个电极对
(2) 直流计算
利用戴维宁定理进行变换：
因此静态 计算如下：
IB=(V 'CC－VBE) / [R'b+(1+ )Re] 直流通路 (b) 用戴维宁定理进行变换 V 'CC= VCC Rb2 (a) / (R + R ) R ' = b1 b2 b Rb1∥Rb2 IC= IB VC= VCC －ICRc VCE= VCC －ICRc－IERe= VCC －IC(Rc+Re)
(4) h参数微变等效电路简化模型
简化的三极管h参数模型，如图03.19所示。
图中作了两处忽略：
1、h12反映三极管内部的电压
反馈，因数量很小，一般可以忽 略。 2、h22具有电导的量纲，与电 流源并联时，分流极小，可作开 图 03.19 三极管简化h参数模型
路处理。
2.2.4 共射组态基本放大电路 微变等效电路分析法