模拟电子技术基础(张凤凌主编)第六讲放大电路工作原理与图解分析法.ppt

模拟电子技术基础 河北科技大学信息科学与工程学院 放大倍数 输入电阻 输出电阻 非线性失真系数 通频带 最大不失真输出电压 最大输出功率和效率 2. 动态分析 图解法的特点 * 放大的概念 放大的对象：变化量 放大电路放大的本质：能量的控制和转换 放大的基本特征：功率放大。 放大电路中必须存在能够控制能量的元件，即有源元件。 放大的前提：不失真。 为保证不失真，晶体管必须在整个信号周期内始终工作在放大区。 内容回顾 放大电路的性能指标 内容回顾 直流通路：在直流电源作用下直流电流流经的通路，用于研究静态工作点。对于直流通路， 1. 电容视为开路；2. 电感线圈视为短路（即忽略线圈电阻）；3. 信号源视为短路，但应保留其内阻。 交流通路：在输入信号作用下交流信号流经的通路，用于研究动态参数。对于交流通路， 1. 容量大的电容（如耦合电容）视为短路；2. 无内阻的直流电源（如+VCC）视为短路。 内容回顾 阻容耦合共射放大电路 直流通路 交流通路 例 p62-63 2-3 画出各电路的直流通路和交流通路。 直流通路 交流通路 直流通路 直流通路 交流通路 直流通路 2.2.2 基本共射放大电路的工作原理 当ui=0时，称放大电路处于静态。 一、静态分析 当输入信号为零时，晶体管的基极电流IB、集电极电流IC、b-e间电压UBE、管压降UCE称为放大电路的静态工作点Q。 常将这四个物理量记作IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ。 在近似估算中常认为UBEQ为已知量，对于硅管，取0.7V，对于锗管，取0.2V。 静态工作点的估算方法是先假设晶体管工作在放大区,若能得到UCEQUBEQ,则晶体管工作在放大区,放大电路的静态工作点合适。 二、动态分析 (1)直流量和交流量共存于放大电路中。设置合适的静态工作点,使交流分量承载于直流分量之上,才能保证放大电路的输出信号不会出现非线性失真。 (2)输出电压uo 与输入电压ui 相位相差180°,或者说共射放大电路的输出与输入信号相位相反。 2.2.3 放大电路的组成原则 1.有合理的直流通路。 提供合适直流电源，电阻取值得当。 2.有合理的交流通路 输入信号必须能够作用于放大管的输入回路， 放大管输出回路的动态电流能够作用于负载。 2.3.1 图解法 在已知放大管的输入特性、输出特性以及放大电路中其他元件参数的情况下，利用作图的方法对放大电路进行分析的方法即为图解法。 2.3 放大电路的分析方法 分析放大电路就是在理解放大电路工作原理的基础上求静态工作点和各项动态参数。主要有图解法和等效电路法两种。 当输入信号为零时，在输入回路中，Q点既应在晶体管的输入特性曲线上，还应满足外电路的回路方程： 1. 静态工作点的分析 在输出回路中，Q点既应在IB=IBQ的那条输出特性曲线上，还应满足外电路的回路方程： 动态分析是用作图法分析在输入信号的作用下,晶体管各极电流和极间电压的变化量。 动态分析应在放大电路的交流通路中进行。 (1)交流负载线 交流负载线具有以下特点: 1)交流负载线必通过静态工作点。因为当ui=0时,电路处于静态。 2)交流负载线的斜率由交流负载电阻RL决定,其值为-1/RL。 （2）波形非线性失真分析 Q点合适时，电路正常放大。 若输入为正弦波，ube为正弦波,ib 为正弦波, ic随基极电流ib 按β 倍变化,且ic 和uce将沿输出回路交流负载线在Q 点附近变化, 当ic 增大时,uce减小;当ic 减小时,uce增大,管压降uce (输出电压uo)与ui 相位相反。 静态工作点设置不当引起的失真有饱和失真和截止失真两类。 饱和失真和截止失真都是由于晶体管进入了特性曲线的非线性工作区引起的,因此也称为非线性失真。 1)截止失真。静态工作点设置偏低(Q 点靠近截止区)。 对于NPN 管的共射放大电路,当发生截止失真时,其输出电压uo (uce)波形顶部出现失真,因此截止失真又称为顶部失真。 消除方法：通过减小Rb等措施增大IBQ。 2)饱和失真。静态工作点设置偏高(Q 点靠近饱和区)。 对于NPN管的共射放大电路,当发生饱和失真时,输出电压波形的底部出现失真,因此饱和失真又称为底部失真。 消除方法：可采取增大Rb，减小Rc，减小β等措施消除饱和失真。 (3)求解最大不失真输出电压。 最大不失真输出电峰值UOM 二者中较小的数值 有效值: