2022-2023学年高二物理竞赛课件：电路的动态工作情况分析

电路的动态工作情况分析 电路的动态工作情况分析 由交流通路得纯交流负载线： 共射极放大电路 交流通路 ic vce + - vce= -ic (Rc //RL) 交流负载线必过Q点，同时斜率为 Rc//RL的倒数 1. 交流通路及交流负载线 过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/RL 直线，该直线即为交流负载线。 R'L= RL∥Rc， 是交流负载电阻。 交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。 静态工作点对波形非线性失真的影响： 非线性失真：由于BJT存在非线性，使输 出信号产生的失真。 截止失真------放大电路工作点达到了BJT的 截止区，而引起的非线性失真。 饱和失真------放大电路的工作点达到了BJT的 饱和区，而引起的非线性失真。 3 输入交流信号时的图解分析 动态工作情况分析 共射极放大电路 “Q” 过低引起截止失真 NPN管： 顶部失真为截止失真 uCE iC ic t O iC t uCE Q uce 交流负载线 “Q” 过高引起饱和失真 uCE iC t O iC t uCE Q NPN管： 底部失真为饱和失真 注意：对于PNP管，由于是负电源供电，失真的表现形 式，与NPN管正好相反。 放大电路的最大不失真输出电压幅度Vom 放大电路工作点线性变化的最大范围（动态范围） 不产生截止失真： Vom2= ICQ RL' Vom =min(Vom1 、 Vom2 ） 不产生饱和失真： Vom1=VCEQ－VCES = VCEQ－1(V) 不截止 Vom2 不饱和 Vom1 VCES VCEQ 作业：P188 BJT的小信号建模 建立小信号模型的意义 建立小信号模型的思路 当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。 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。 BJT的小信号建模 1. H参数的引出 对于BJT双口网络，我们已经知道输入输出特性曲线如下： iB=f(vBE) vCE=const iC=f(vCE) iB=const 可以写成： vBE vCE iB c e b iC BJT双口网络 BJT的小信号建模 1. H参数的引出 在小信号情况下， 对上两式取全微分得 用小信号交流分量表示 vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce vBE vCE iB c e b iC BJT双口网络 BJT的小信号建模 输出端交流短路时的输入电阻； 输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数； 输入端交流开路时的反向电压传输比； 输入端交流开路时的输出电导。 其中： 四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H参数）。 vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce 1. H参数的引出 BJT的小信号建模 根据 可得小信号模型 BJT的H参数模型 hfeib ic vce ib vbe hrevce hie hoe vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce vBE vCE iB c e b iC BJT双口网络 2. H参数小信号模型 Rc 1 斜率 - VCEQ Rc Q ICQ IBQ VCC VCC vCE iC Rc 1 斜率 - VCEQ Rc Q ICQ IBQ VCC VCC vCE iC 斜率 1 Rc// RL Rc 1 斜率 - VCEQ Rc Q ICQ IBQ VCC VCC vCE iC Q IBQ VBEQ vBE/V t iB/uA t vBE/V iB/uA Q Q` Q`` IBQ VBEQ vBE/V t iB/uA t vBE/V iB/uA Q Q` Q``