2022-2023学年高二物理竞赛课件：放大电路的图解分析法

放大电路的图解分析法 2 放大电路的图解分析法 1. 图解法确定Q点 (1) vi =0（短路） Cb1、Cb2（被充电,设有RL） 开路 电容开路 (2) 把电路分为线性和非线性两个部分 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 = VCC － 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 三极管及其放大电路 北华航天工业学院 3 三极管共射极放大电路 三极管放大电路的分析 三极管放大电路的稳定问题 共集电极和共基极放大电路 主要内容 多级放大电路和放大电路的频率响应 半导体三极管 北华航天工业学院 4  在输入特性曲线上，作出直线： vBE = VCC － 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。 第三章 半导体三极管及其放大电路 北华航天工业学院 5 2. 近似估算Q点，（求IBQ 、VBEQ 、ICQ 、VCEQ） 共射极放大电路 直流通路 + - 根据直流通路可知： 一般硅管VBE=0.7V，锗管VBE=0.2V。 第三章 半导体三极管及其放大电路 北华航天工业学院 6 3. 图解法分析放大电路的动态工作情况 暂令 RL=（开路） vBE = VBEQ + vi iB iC  vo  vBE  vCE 信号通路： vi  第三章 半导体三极管及其放大电路 北华航天工业学院 7 iB iC vo vBE vCE 信号通路：vi 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。 第三章 半导体三极管及其放大电路 北华航天工业学院 8 vBE = VBEQ + vi iB = IBQ + ib iC = ICQ + ic vCE = VCEQ + vce 条件 — 小信号 ①输入特性，范围小 ②输出特性，不超出放大区 满足 叠加定理？ VCC作用的 分量 vi作用的分量 第三章 半导体三极管及其放大电路 北华航天工业学院 9 直流通路 + - 交流通路 Cb1、Cb2等电容 隔离直流，传送交流 VCC = 0(短路) Cb1、Cb2等电容短路 静态分析 求VCC作用分量 vi = 0 Cb1、Cb2等电容开路 动态分析 求vi作用分量 第三章 半导体三极管及其放大电路 北华航天工业学院 10 交流通路 ic vce + - vce= -ic (Rc //RL) vce= vCE - VCE ic= iC - IC 同时，令RL = Rc//RL vCE - VCE= -(iC - IC ) RL vCE =VCE + IC RL- iC RL 交流负载线必过Q点! 第三章 半导体三极管及其放大电路 北华航天工业学院 11 3.3.2 放大电路的小信号模型分析法 1. 双口有源网络的H参数模型 v1= h11i1+ h12v2 i2= h21i1+ h22v2 第三章 半导体三极管及其放大电路 北华航天工业学院 11 建立小信号模型的意义 由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。 建立小信号模型，就是将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。 12 已知端口瞬时值之间的关系（即输入输出特性曲线）如下： vBE vCE iB c e b iC BJT双口网络 iB=f(vBE) vCE=const iC=f(vCE) iB=const 欲求变化量之间的关系，则对上两式取全微分得 在小信号（线性）条件下：dvBE  vBE  vbe vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce 2.三极管的H参数小信号模型 第三章 半导体三极管及其放大电路 北华航天工业学院 vBE iE – + Cb1 vi iB iC VBB Rb 300k( T + vCE – + RC 4k( Cb2 + VCC 12V vo – + 12V – + RL Rc 1