第21讲 三极管放大电路的静态分析讲解.ppt

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电工学(少学时) 主讲:王辉 成都大学 工业制造学院 第 9 章 基本放大电路 9.3 放大电路的静态分析 --- 图解法 这个例题就是单电源的放大作用,得到的主要数据如上图所示。这 个数据后面我们要用到。这个就是 静态计算的估算法。 已知: U CC =12V ,β=100,R C =2kΩ, R B =370kΩ ,求静态工作点 . 下面我们开始学习静态分析的第二种方法 ----- 图解法 图解法就是利用三极管的输入特性和输出特性用作图的方法确定静 态工作点,计算出 I B 、 I C 和 U CE 的数值。 若我们三极管的输入输出特性都是已知的,通常都可以通过查询产 品的目录得到,以下就是我们三极管的输入特性: 为了确定静态工作点,我们还要估算基极电流。我们还是以刚才的 例题分析,可以知道基极电流时 30μA ,那么我们在纵轴上 I B = 30μA 这一点,作平行于横轴的虚线,它交于输入特性于一点 Q, 这一点就 是输入特性曲线上的静态工作点。过 Q 点作垂线,对应到横轴上一 点,这一点所对应的电压就是这个时候晶体管发射极的正向电压 U BE 。这个 U BE 大约是在 0.7V 左右。 晶体管的输入特性 晶体管的输出特性曲线 这是一个特性曲线组。每条特性曲线的不同就是 I B 不同,可以看出 I B 从 10 到 50μA 所对应的输出特性曲线。我们上面举的那个例题,哪 一个是对应的静态工作点呢?? I B =30μA ,显然静态工作点应该对 应 I B =30μA 所对应的这条输出特性曲线上。 那么怎么来确定这一点呢?就晶体管的特性来讲, I C 和 U CE 应该满 足输出特性曲线的要求,具体来说就是 30μA 所对应的这条输出特性 曲线,这是第一个要满足的。对于整个电路来看,各部分电压之间 应该符合 KVL, 我们由 KVL 可以列出: 从整体上电路要满足这个方程,我们如果用图解法求解,就应该画 出这个方程所代表的曲线。通过数学我们知道,这条曲线是一条直 线,我们就在输出特性曲线上画出这条直线。通常最简便的就是通 过截距来画。 它在横轴上的电压 U CE =6V ,在纵轴上的电流 I C =3μA 。和我们前面 的估算结果是一致的。这样我们用作图的方法确定了静态工作点, 也说明我们前面通过解析估算的 I B 、 I C 、 U CE 是对应了输入和输出特 性曲线上的确定点,就是对应了静态工作点。以上我们通过两种方 法确定了放大器静态工作的情况,下面我们进行动态分析。 放大电路在加入了被放大信号以后,晶体管电路就是一个交直流共 存的电路。它的各个极的电流和极间电压,就既包含有直流分量又 包含有交流分量。我们为了今后分析的方便,我们把各个电压、电 流的表示方法列成下表: 直流分量:大写字母 + 大写下标 交流分量:小写字母 + 小写下标 交流分量的有效值:大写字母 + 小写下标 交流分量的最大值:大写字母 + 小写下标 +m 总的电流既包含直流也包含交流:小写字母 + 大写下标 所表示的关系式:总量 = 静态值 + 交流分量的瞬时值 下面我们开始讲动态分析。 第 9 章 基本放大电路 9.4 放大电路的动态分析 动态分析就是放大电路加入交流信号 u i ,被放大信号加入了,这时 被放大电流还有电压都在原来直流静态量的基础上增加了一个变化 量。这时放大电路就处于动态工作情况。 我们对放大电路中的变化 量进行分析就是所谓的动态分析。 我们从输入端开始分析,如下图 所示: 信号 u i 从基极到发射极之间加入,那么这个交流信号就叠加在原来 的静态量 U BE 的基础上,我们用数学式来表示(字母的大小表示要 注意): 假设输入信号 u i 是一个正弦量 也就是说这个电压的最大值是 0.02V , 接下来我们用图解的方法进行 动态分析。 U i 是一个峰值为 0.02V 的正弦电压,以 U BE 为基础,正半周的时候沿 着正向增加 0.02V , 然后回到原来的 U BE 点,到负半周反向变化 0.02V , 这时像坐标原点方向变化,再回到 U BE 这一点。这样在加入输入信 号以后, U BE 的动态范围就在两条虚线之间所确定的范围。反映到 输入特性曲线上,就是 Q 随着输入信号的变化正半周上移到某一点 Q 1 ,负半周下移到 Q 2 ,因此 U BE 的动态变化范围就对应 Q 1 和 Q 2 这个 变化范围。 晶体管的输入特性 Q 对应的 I B 是 30μA,Q

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