2022-2023学年高二物理竞赛课件：放大电路的动态分析

放大电路的动态分析 放大电路的动态分析 动态：放大电路有信号输入（ui 0）时的工作状态 分析方法：微变等效电路法，图解法 所用电路：放大电路的交流通路 动态分析: 计算电压放大倍数Au、输入电阻Ri、输出电阻Ro等 分析对象：各极电压和电流的交流分量 目的：找出Au、Ri、Ro与电路参数的关系，为设计打 基础 三极管的微变等效电路可从三极管特性曲线（输入&输出）求出 当信号很小时，在静态工作点附近的输入特性在小范围内可近似线性化 1. 三极管的微变等效电路 UBE IB 对于小功率三极管： rbe一般为1kΩ 一、微变等效电路法： (1)输入回路 Q 输入特性 三极管的 输入电阻 三极管的输入回路(B、E之间)可用rbe等效代替，即由rbe来确定ube和 ib之间的关系 IB UBE O B C E (2) 输出回路 ∵rce阻值很高 ∴一般忽略不计（开路） 三极管的输出电阻 输出特性 IC UCE Q 输出特性在线性工作区是一组近似等距的平行直线 三极管的电流放大系数 三极管的输出回路(C、E之间)可用一受控电流源 ic= ib等效代替，即由来确定ic和ib之间的关系 一般在20～200之间，在手册中常用hfe表示 O B C E ib ic ic B C E ib ib 三极管 微变等效电路（必须标出rbe和βib的大小和方向） ube + - uce + - ube + - uce + - 1.三极管的微变等效电路 rbe B E C 三极管的B、E之间可用rbe等效代替 三极管的C、E之间可用一受控电流源ic=ib等效代替 2. 放大电路的微变等效电路 将交流通路中的三极管用三极管微变等效电路代替即可得放大电路的微变等效电路 步骤： 1.画出三极管的微变等效模型 2.画出三极管各电极间相连接的元件 交流通路 微变等效电路 RB RC ui uO RL RS eS + - ib ic B C E ii ib ic eS rbe ib RB RC RL E B C ui uo + - RS ii 分析时假设输入为正弦交流，所以等效电路中的电压与电流可用相量表示 微变等效电路 2. 放大电路的微变等效电路 ib ic eS rbe ib RB RC RL E B C ui uo + - RS ii rbe RB RC RL E B C + - RS 将交流通路中的三极管用三极管微变等效电路代替即可得放大电路的微变等效电路 3.电压放大倍数的计算 当放大电路输出端开路(未接RL)时， ∴负载电阻愈小，放大倍数愈小 式中的负号表示输出电压的相位与输入相反 rbe RB RC RL E B C + - RS 用三极管特性参数表示 4.放大电路输入电阻Ri的计算 放大电路对信号源(或对前级放大电路)来说，是一个负载，可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信号源的负载电阻,也就是放大电路的输入电阻。 定义： 输入电阻是对交流信号而言的，是动态电阻 + - 信号源 Au 放大电路 +- 放大电路 信号源 +- +- 输入电阻Ri是从输入端看进去的等效电阻,表明放大电路从信号源提取能量的参数，一般都希望Ri能大一些，最好能远大于信号源的内阻RS。 Ri大，则Ii小，从信号源取得的电流小，可减轻 信号源的负担 在US和RS一定时，Ri大，则Ui大，可增加放大 电路的输出电压Uo=AuUi 后级放大电路的输入电阻，就是前级放大电路 的负载电阻，Ri大则会提高前级放大电路的电 压放大倍数 例： ri rbe RB RC RL E B C - + - RS UO=Ui×Au=ES×[ri/(ri+RS)]×Au Ii=Es/(ri+RS) （RB一般为几百千欧，rbe一般为1kΩ） UBEQ<<VCC 时可以忽略不计 例：电路参数如图所示，求各项交流参数。 1.静态分析，求静态工作点及动态电阻rbe 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 $$