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 分析思路: 设 、C 电容电压不能突变。 例:输入正弦信号时,画各极电压与电流的波形。 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 看图,v+VBB 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′ 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? 2.6.2 工程近似分析法-估算法 即利用三极管简化模型,计算静态工作点Q。3个! 分析步骤:题2—18 (1)画出直流通路;确定三极管工作模式 。3种! (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,求出静态工作点Q(IBQ、VBEQ=0.7V和ICQ、VCEQ)。 只要VBE <0.7V(EB结反偏) 截止模式。 如VBE ≥0.7V,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。 例1:求阻容耦合单管放大电路的静态工作点Q。 - + - IBQ ICQ VCEQ 【解】假定放大模式。 由直流通路求出静态工作点 VBEQ + 类似P71——例1:(1)(2)(3) 例2: 已知VBE(on)=0.7V ,VCE(sat)=0.3V , =30 ,试 判断三极管工作状态,并计算VCQ。 解: 假设T工作在放大模式 VCC RC RB (+6V) 1k 100k T 因为 VCEQ>0.3V,所以三极管工作在放大模式 。 VCQ = VCEQ= 4.41V 类似P71——例1:(1)(2)(3) 例3:若将上例电路中的电阻RB 改为10k ,试重新 判断三极管工作状态,并计算VCQ。 解: 假设T工作在放大模式 VCC RC RB (+6V) 1k 10k T 因 VCEQ<0.3V,所以三极管工作在饱和模式。 类似P71——例1:(1)(2)(3) 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 例4: 已知VBE(on)=0.7V ,VCE(sat)=0.3V , =30 ,试 判断三极管工作状态,并计算VCQ。 解: 所以三极管工作在截止模式 。 VCC RC RB1 (+6V) 1k 100k T RB2 2k + - VBB RB RC + - VCC < VBE(on) 本例似P71 书例2, 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 vBE iE – + Cb1 vi iB iC VBB Rb 300k( T + vCE – + RC 4k( Cb2 + VCC 12V vo – + 12V – + iC/mA vCE/V iC/mA vCE/V VCEQ ICQ Q`` Q` Q t t 60uA 40uA 20uA iC/mA vCE/V iC/mA vCE/V VCEQ ICQ Q`` Q` Q t t 60uA 40uA 20uA iC/mA vCE/V iC/mA vCE/V VCEQ ICQ Q`` Q` Q t t 60uA 40uA 20uA Q