放大电路分析基础解读

第二章

放大电路分析基础

§2、1 放大电路工作原理

一：放大电路的组成原理

基本共发射极电路如图右所示。图中V 是NPN 型三极管，担负放大作用，是整个电路的核心器件。

放大电路的组成原则是：

（1）：放大器件工作在放大区（三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置）

（2）：输入信号能输送至放大器件的输入端（三极管的发射结）

（3）：有信号电压输出。

我们判断一个放大电路能否放大输入，可按上述原则进行。 如用PNP 三极管，则电源和电容C1，C2的极性均反向。

基本放大电路的习惯画法

（1） （2）

二：直流通路和交流通路

在分析放大电路时有两类问题：直流问题和交流问题。

（1）直流通路：将放大电路中的电容视为开路，电感视为短路即得。它又被称为静态分析。 （2）交流通路：将放大电路中的电容视为短路，电感视为开路，直流电源视为短路即得。它又被称为动态分析。

按上述原则，可画出图（2）的直流通路和交流通路。如图所示（3）和（4）。

+

+

b2

b -i u C +

R -

b1

R u T

o L +

C c R V CC

BB

V +

+

b2

b -i u C +

R -

b1

R u T

o L +

C c R V CC

BB

V ++

+

C T

b1

CC R b V L

+

u o R -

u +

-

i

b2

C c

R

§2、2 放大电路的直流工作状态

直流工作点，又称为静态工作点，简称Q 点。它可以通过公式求出，也可以通过作图的方法求出。

一：公式法计算Q 点

根据放大电路的直流通路，估算出放大电路的静态工作点。下面把求I B 、I C 、U CE 的公式列出来

三极管导通时，U BE 的变化很小，可视为常数，我们一般认为：硅管为 0.7V

锗管为 0.2V

例：用估算法计算静态工作点。

已知：V CC=12V ，R C=4K Ω，R b=300K Ω，β=37.5。 解：

二：图解法计算Q 点

三极管的电流、电压关系可用输入特性曲线和输出特性曲线

表示，我们可以在特性曲线上，直接用作图的方法来确定静态工作点。用图解法的关键是正确的作出直流负载线，通过直流负载线与i B =I BQ 的特性曲线的交点，即为Q 点。读出它的坐标即得I C 和U CE

图解法求Q 点的步骤为：

（1）：通过直流负载方程画出直流负载线，（直流负载方程为U CE =U CC -i C R C ） （2）：由基极回路求出I B

（3）：找出i B =I B 这一条输出特性曲线与直流负载线的交点就是Q 点。读出Q 点的坐标即为所求。

例2：如图（5）所示电路，已知Rb=280千欧，Rc=3千欧，Ucc=12伏，三极管的输出特性曲线如图（6）

所示，试用图解法确定静态工作点。

++

+

C T

b1

CC R b V L

+

u o R -

u +

-

i b2

C c

R A μ400.04mA 300

12

b CC B ===≈

R V I mA

5.104.05.37B C =⨯=≈I I β6V

41.512C C CC CE =⨯-=-=R I V U

（5）（6）

解：（1）画直流负载线：因直流负载方程为U CE=U CC-i C R C

i C=0，U CE=U CC=12V；U CE=4mA，i C=U CC/R C=4mA，连接这两点，即得直流负载线：如图（3）中的兰线

（2）通过基极输入回路，求得I B=（U CC-U BE）/R C=40uA

（3）找出Q点（如图（3）所示），因此I C=2mA；U CE=6V

三：Q点的影响电路参数对静态工作

静态工作点的位置在实际应用中很重要，它与电路参数有关。下面我们分析一下电路参数Rb，Rc，Ucc对静态工作点的影响。

改变Rb改变Rc改变Ucc

Rb变化，只对I B有影响。

Rb增大，I B减小，工作点沿直流负载线下移。Rc变化，只改变负载线的纵坐

标

Rc增大，负载线的纵坐标上移,

工作点沿i B=I B这条特性曲线右

移

Ucc变化,I B和直流负载线同时

变化

Ucc增大,IB增大,直流负载线

水平向右移动,工作点向右上方

移动

Rb减小，I B增大，工作点沿直流负载线上移Rc减小,负载线的纵坐标下移,

工作点沿i B=I B这条特性曲线左

移

Ucc减小,IB减小,直流负载线

水平向左移动,工作点向左下方

移动

§2、3 放大电路的动态分析一：图解法分析动态特性

1.交流负载线的画法

交流负载线的特点：必须通过静态工作点交流负载线的斜率由R"L表示(R"L=Rc//R L)

交流负载线的画法（有两种）：

（1）先作出直流负载线，找出Q点；

作出一条斜率为R"L的辅助线，然后过Q点作它的平行线即得。（此法为点斜式）（2）先求出U CE坐标的截距（通过方程U"CC=U CE+I C R"L）

连接Q点和U"CC点即为交流负载线。（此法为两点式）

例1：作出图（1）所示电路的交流负载线。已知特性曲线如图（2）所示，Ucc=12V，Rc=3千欧，

R L=3千欧，Rb=280千欧。

解：（1）作出直流负载线，求出点Q。

（2）求出点U"cc。

U"cc=Uce+IcR"L=6+1.5*2=9V

（3）连接点Q和点U"cc即得交

流负载线（图中黑线即为所求）

二．放大电路的非线性失真

作为对放大电路的要求，应使输出电压尽可能的大，但它受到三极管非线性的限制。当信号过大或者工作点选择不合适，输出电压波形将产生失真。由于是三极管非线性引起的失真，所以称为非线性失真。

1．由三极管特性曲线非线性引起的失真

这主要表现在输入特性的起始弯曲部分，输出特性的间距不匀，

当输入又比较大时，就会使Ib、Uce和Ic的正负半周不对称，

即产生非线性失真。如图（1）所示

2.工作点不合适引起的失真