2022-2023学年高二物理竞赛课件：微变等效电路法

微变等效电路法 2 微变等效电路法 （一）晶体管共射h参数等效模型 （二）共射放大电路动态参数的分析 在一定条件下，将晶体管以它的线性电路等效模型来代替，用电路分析的方法来进行分析计算。 3 归纳： Q点过低（IBQ小，ICQ小，UCEQ大），产生截止失真；输出波形被削掉正半周； Q点过高（IBQ大，ICQ大，UCEQ小），产生饱和失真；输出波形被削掉负半周； 调： Rb   IBQ   ICQ  Q点 调： Rb   IBQ   ICQ  Q点 Rc +VCC ui T + - + - uo Rb RL C1 + - + - C2 调整工作点通过调整Rb实现！ 注意！ 4 因信号幅度太大而产生的的饱和截止失真 ic IBQ Q uCE iC 0 ICQ UCEQ uo Q 点已定（在放大区），能输出的不失真最大幅度： 若Q 点合适（在负载线中间），信号幅度过大，则饱和截止失真同时出现。 5 3、图解法的适用范围 因此，图解法一般多适用于分析输出幅值比较大而工作频率不太高时的情况。在实际应用中，多用于分析Q点位置、最大不失真输出电压和失真情况。不能用于求取Ri、Ro、fBW。 图解法的特点： 必须实测所用管的特性曲线，而且用图解法进行 定量分析时误差较大。 直观形象的反映晶体管的工作情况； 晶体管的特性曲线只能反映信号频率较低时的 电压、电流关系，而不反映信号频率较高时， 极间电容产生的影响。 6 在图示基本共射放大电路中，由于电路参数的改变使静态工作点产生如图所示的变化。试问： （1）当静态工作点从Q1移到Q2 、从Q2移到Q3 、从Q3移到Q4 时，分别是因为电路的哪个参数变化造成的？这些参数是如何变化的？ （2）当电路的静态工作点分别为Q1～Q4 时，哪种情况下最易产生截止失真？哪种情况下最易产生饱和失真？哪种情况下最大不失真输出电压Uom最大？其值约为多少？ （3）电路的静态工作点为Q4时，集电极电源VCC的值为多少？集电极电阻Rc为多少千欧？设计放大电路时，应根据什么选择VCC？ 例 VBB Rb Rc VCC U I T + _ + _ uo Q2 uCE/V iC/mA 0 1 2 3 4 0.7 2 4 6 8 10 12 Q4 Q3 Q1 IB=10µA 20µA 30µA 40µA 7 （１）因为Q2与Q1都在一条输出特性上，所以基极静态电流IBQ相同，说明Rb、VBB均没变；Q2与Q1不在同一条负载线上，说明Rc变化了，由于负载线变陡，所以静态工作点从Q1移到Q2的原因是Rc减小。 因为Q3与Q2都同在一条负载线上，所以Rc没变；而Q3与Q2不在同一条输出特性曲线上，说明Rb、VBB产生变化；从图上可知Q3的IBQ(20A)大于Q2的IBQ(10A)，因此从Q2移到Q3的原因是Rb减小或VBB增大，当然也可能兼而有之。 因为Q４与Q３都同在一条输出特性曲线上，所以输入回路参数没有变化；而Q４所在负载线平行于Q３所在负载线，说明Rc没变；从负载线与横轴交点可知，从Q３移到Q４的原因是集电极电源VCC增大。 解： 8 　 因为Q4下UCEQ=6V，正居负载线中点，所以其最大不失真电压有效值 （２）从Ｑ点在晶体管的输出特性坐标平面中的位置可知，Q2最靠近截止区，因而最易出现截止失真；Q3最靠近饱和区，因而电路最易出现饱和失真； Q4　距饱和区和截止区最远，所以在Q4下电路的最大不失真电压最大。 （３）根据Q4所在负载线与横轴的交点可知，集电极电源为12V；根据Q4所在负载线与纵轴的交点可知，集电极电阻。　　　　　　　　 Rc=VCC/IC=(12/4)k=3 k VCC的选择与所期望的Uom有关。 9 讨论： 2. 空载和带载两种情况下Uom分别为多少？ 3. 在图示电路中，有无可能在空载时输出电压失真，而带上负载后这种失真消除？ 已知ICQ＝2mA，UCES＝0.7V。 1. 在空载情况下，当输入信号增大时，电路首先出现饱和失真还是截止失真？若带负载的情况下呢？ 10 习题（写在作业本上） P138: 2.4， 2.6, 2.10 思考题： 自测题： P136 新版（第5版） 第4版 习题（写在作业本上） P117: 2.4， 2.6, 2.10 思考题： 自测题： P114 11 （一）晶体管共射h参数等效模型 在共射接法放大电路中,在低频小信号作用下,将晶体管看成一个线性双口网络,利用网络的h参数来表示输入、输出的电压与电流的相互关系，便可得出等效电路，称为共射h参数等效模型。该模型只能用于放大电路动态小信号参数分析。 12 1、 h参数等效模型 b e c e 输 入 端