内容正文:
2.2 三极管放大电路的基本分析方法
为了了解放大器的基本性能,需要对放大电路进行分析,常用的分析方法有近似计算法、图解法和微变等效电路法。本节将介绍近似计算法和图解法。
2.2.1 画直流通路和交流通路
1.画直流通路的原则—电容开路
直流通路:指静态时,放大电路直流电流通过的路径。在直流情况下电容可视为开路,因此画直流通路时把电容支路断开即可。
图2.8(a)所示为放大电路,图2.8(b)所示为其直流通路。
图2.8 基本放大电路的直流通路
2.画交流通路的原则—电源、电容短路
交流通路:指输入交流信号时,放大电路交流信号流通的路径。
由于容抗小的电容以及内阻小的直流电源可视为对交流短路,因此画交流通路时只需把容量较大的电容及直流电源简化为一条短路线即可,如图2.9所示。
图2.9 基本放大电路的交流通路
2.2.2 静态工作点的近似计算法
1.静态工作点的估算
所谓近似计算法就是在一定条件下,当忽略次要因素后,用公式简便地算出结果的方法。
静态工作点可以根据放大器的直流通路来求得。设电路参数VCC、Rb、Rc已知,可列出下列方程:
(2-9)
硅管的UBEQ约为0.7V,锗管约为0.3V,VCC>> UBEQ时,则可将UBEQ略去来估算IBQ,即
根据三极管的电流放大特性可得 ICQ≈ IBQ
在集电极回路中可列方程 UCEQ=VCC−ICQRc
(2-10)
(2-11)
(2-12)
2.静态工作点的练习
【例2.1】 如图2.8(b)所示,已知VCC=12V,Rc=4k,Rb=300k,β=38,试求放大电路的静态工作点。
解:
ICQ = IBQ = 1.5mA
UCEQ = VCC−RcICQ = 12−1.5×4 = 6V
2.2.3 交流参数的计算方法
交流参数可根据交流通路来求解。
1.交流参数
从图2.9可看到,交流信号电压Ui加在三极管的输入端基极、发射极之间时,在基极上将产生相应的基极变化电流ib,这反映了三极管本身具有一定的输入电阻。
2.交流参数的练习
*2.2.4 静态工作点的图解分析方法
三极管的输入特性曲线反映了三极管输入回路的电压和电流的关系,输出特性曲线反映了三极管输出回路的电压和电流的关系,因此,可以在输入、输出特性曲线上,直接用作图的方法来分析放大电路的工作情况。这种方法就是通常所说的图解法,其优点是能直观地了解静态工作点设置与波形失真的关系。
现以图2.10所示的共射放大电路为例,简要介绍图解分析的方法与步骤。
图2.10 共射基本放大电路
图解法分析步骤如下。
① 根据式(2-10)求出静态工作点IBQ为
② 作直流负载线。在三极管的输出特性曲线上作直流负载线的方法如下。
根据UCEQ=VCC−ICQRc在输出曲线上画直流负载线MN,它是一条直线,所以很容易找到两个特殊的点:当IC=0时,UCE=VCC=12V,即M(12,0);当UCE=0时,IC=(VCC/Rc=3mA),即N(0,3)。连接M、N两点得到直流负载线,如图2.11所示。
图2.11 静态分析图
③ 确定Q点。直流负载线与IBQ对应的一条输出特性曲线的交点即是静态工作点Q,Q点所对应的ICQ和UCEQ就是三极管的静态电流和电压。
由图2.11可读出:ICQ=1.5mA,UCEQ=6V。
利用式(2-9)、式(2-11)、式(2-12)即可求出。
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