2022-2023学年高二物理竞赛课件：电路放大器图解分析法

电路放大器图解分析法 第五章 基本放大器 电路放大器图解分析法 图解法：在晶体管特性曲线上，用作图的方法确定及其信号作用下的相对变化量。 形象 直观 粗略。 等效电路法：利用器件模型进行电路分析的方法。 运算简便 误差小 分 析 方 法 本节以共射极放大电路为例，介绍图解法。 第五章 基本放大器 直流通路：耦合电容C1,C2开路 图示共射放大器 交流通路：耦合电容C1,C2短路 UCC对地短路 第五章 基本放大器 一、直流图解法 直流图解：在晶体管特性曲线上，用作图方法确定直流工作点，求出IBQ、UBEQ、ICQ、UCEQ。 直流负载线与晶体管输出特性曲线相交于Q点(UCEQ , ICQ) IBQ、UBEQ在输入特性曲线上求解，一般取UBEQ =0.7V（Si管）或0.3V（Ge管）。 信号输入端：IBQ、UBEQ 信号输出端：ICQ、UCEQ 第五章 基本放大器 共射极放大电路的交流直流通路如图： RB UCC RC ICQ + - UCEQ IBQ RC Uo Ui + - RB RL + - + - ΔUCE ΔiC ΔiB Q点满足： 特性曲线方程 直流负载线方程 iC/mA uCE/V 0 UCC N M UCC RC iB=IBQ Q UCEQ ICQ RC↑ UCE↓ Q → Q1 Q1 RB↑ IBQ↓ Q → Q3 Q2 RB↑ RB ↓ Q4 Q3 RC ↓ RC ↓ RC↑ 第五章 基本放大器 二、交流图解分析 交流图解：确定放大管各级电流和极间电压的变化量。 输入双极性信号引起 iB在 IBQ周围的波动变化，在一个周期内Q点沿交流负载线围绕静态工作点波动，引起iC和uCE分别围绕ICQ和UCEQ作相应的波动。 根据输入特性曲线，可以绘出 iB和 uBE 的变化。 根据交流负载线和输出特性曲线，绘出iC和uCE的变化。 第五章 基本放大器 RC Uo Ui + - RB RL + - + - ΔUCE ΔiC ΔiB t 0 uBE iBmin iBmax Q UBEQ ICQ uBE iB 0 t 0 iB IBQ 输出集电极回路交流负载特性： iC/mA uCE/V 0 UCC UCC RC Q 交流负载线 Q1 Q2 t iC 0 IBQ iBmin iBmax t 0 uCE 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第五章 基本放大器 (2) 各极电流、电压的瞬时波形中，只有交流分量才能反映输入信号的变化，因此，需要放大器输出的是交流量。 (3) 输出与输入的变化规律正好相反，称这种波形关系为反相。 观察波形，有以下几点结论： (1) 输入交变电压时，各极电流方向和极间电压极性始终不变，围绕各自的静态值，按输入信号规律近似呈线性变化。 第五章 基本放大器 截止失真 Q点设置过低，集电极电流过小，引起iB, iC和uCE的失真。 饱和失真 Q点设置过高，集电极电流过大，引起iC和uCE的波形失真。 三、放大器非线性失真 第五章 基本放大器 放大器输出动态范围：不失真输出电压的最大值Uom 二者取小为Uom 输出动态范围Uopp：Uopp=2Uom 。 Q点位于交流负载线中心， Uopp最大。 第五章 基本放大器 交流结电阻rbe：ube控制iB的作用，为Q点处uBE对iB的导数。 发射结交流电阻 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第五章 基本放大器 ube对ic的控制：c，e极间的电压控制电流源来等效，即： ic =gmube gm称为正向传输电导，简称跨导，表征ube对ic的控制能力。 共射极交流电流放大系数 第五章 基本放大器 t ui t uBE UBEQ iB t IBQ iC t ICQ uCE t UCEQ uo 0 0 0 0 0 0 t � $