2022-2023学年高二物理竞赛课件：图解分析法的动态分析

图解分析法的动态分析 图解分析法的动态分析 输入特性 输出特性 暂令 RL=（开路） 直流负载线不变 Q点沿负载线上下移动 输入特性不变 Q点沿输入特性上下移动 输入回路 vBE = VCb1 + vi = VBEQ + vi iB iC vo  vBE  vCE 信号通路： vi  设、C  电容电压不能突变。 图解法确定Q点 分析步骤： (1) vi =0（短路） Cb1、Cb2开路（被充电） 开路 开路 (2) 把电路分为线性和非线性 非线性 线性 线性 (3) 写出线性部分直线方程 直流通路  输入回路方程:  输出回路方程: vBE = VBB－ iBRb vCE = VCC － iCRc 直流负载线 (4) 作图：画直线，与BJT特性曲线的交点为Q点。 VCb1 = VBEQ ; VCb2 = VCEQ 表示斜率为-1/Rb的直线 既满足特性曲线，又满足直线的交点即Q点。 图解法确定Q点 （作图过程）  在输入特性曲线上，作出直线： vBE = VBB － iBRb  在输出特性曲线上，作出直流负载线： vCE = VCC － iCRc 即：  与特性曲线的交点即为Q点， IBQ 、VBEQ 、ICQ 、VCEQ。 斜率为－1/Rc的直线 图解法： 确定静态工作Q点(方法同前)。 画交流负载线。 画波形，分析性能。 过Q点、作斜率为-1/RL的直线即交流负载线。 其中 RL= RC // RL 二、交流分析: 图解法直观、实用，易看出Q点设置是否合适，波形是否失真。但不适合分析含电抗元件的复杂电路，在输入信号过小时作图精度低。 如输出端有接负载RL，因C2隔直、不影响Q点，但动态分析会发生变化。 优点。 例：输入正弦电压v时，画2个极电压与2个电流的波形。 t vBE 0 Q vBE iB 0 iC vCE 0 Q t iB IBQ iC t ICQ t vCE 0 -1/RL VCEQ ib vi + - iB VBB iC VCC RB RC + - vBE + - vCE + - + - RL C1 C2 与ube反相 原理图, VBB+v 实际图 入：vBE=VBB+v -iBRB 图2-3-2(a)(b) 出：vCE=VCC -iCRC Q确定后， v增大，输入的非线性，失真加大，应限制v幅度。 RL′=Rc//RL 交流等效负载电阻 交流负载线特点 （1）过Q点； （2）斜率为-1/RL′ 知识提高点：Q点位置与波形失真： Q点过低，vO负半周易截止失真。 PNP管 Q点过高，vO正半周易饱和失真。 Q点过低，vO正半周易截止失真。 NPN管 Q点过高，vO负半周易饱和失真。 由于PNP管电压极性与NPN管相反，故横轴vCE可改为-vCE。 消除饱和失真 降低Q点: 增大RB ，减小IBQ 减小RC :负载线变徒,输出动态范围增加。 消除截止失真  升高Q点: 减小RB ，增大IBQ 图解分析法的动态分析 （作图过程） iB iC vo vBE vCE 信号通路：vi 可得如下结论： 1. Q点沿负载线上下移动 Q点沿输入特性上下移动 2. vo 与vi 相位相反（反相电压放大器）； 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。 图解分析法动态分析 （作图过程） 几个问题： Q点沿负载线上下移动 Q点沿输入特性上下移动 几个重要概念！ 1. 静态工作点Q的位置  非线性失真。 2. 最大不失真输出幅度  线性范围（动态范围）。 3. 接入负载对放大有无影响？ 4. 能否使用叠加原理？如何使用？ 2.3.2 等效电路分析法（估算法） 一、直流分析：计算Q点。3个! 分析步骤： （1）画出直流通路，分析后，确定工作模式 。 (2)用简化电路模型替代三极管,标出各极电流方向和极间电压。 （3）根据电路定律列方程，解方程，求静态工作点，Q点 （IBQ、VBEQ=0.7V和ICQ、VCEQ）。 只要VBE ＜0.7V（EB结反偏） 截止模式。 如VBE ≥0.7V，先假定放大模式，估算VCEQ : 若VＣEQ > 0.3V 放大模式。 若VＣEQ≤0.3V 饱和模式。 确定工作模式，3种! 电路模型 等效电路 分析，求解 P76 例2-3-1 已知=100，100K ，1.7V，5.8K，12V。 （1）求晶体三极管的各极电压和电流值；3个 （2）将电阻RC 增大到20k，求IB和IC值； （3）RC 仍为5.8k， RB 减小到10k，求IB和IC值； 解：