模拟电路第二章（三极管及其放大电路）【下】

最新推荐文章于 2024-11-13 12:33:59 发布

Zevalin爱灰灰

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分类专栏：模拟电路笔记文章标签：模拟电路

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四、放大电路的分析方法

1、图解分析方法

（1）静态工作点的图解分析步骤：

①首先根据电路图画出画出直流通路。

②列输入回路方程： $v_{BE}=V_{CC}-i_{B}R_{b}$ 。

③列输出回路方程： $v_{CE}=V_{CC}-i_{C}R_{c}$ 。

④在输入特性曲线上，作出直线 $v_{BE}=V_{CC}-i_{B}R_{b}$ ，两线的交点即是Q点，得到 $I_{BQ}$ 。

⑤在输出特性曲线上，作出直流负载线 $v_{CE}=V_{CC}-i_{C}R_{c}$ ，与 $I_{BQ}$ 曲线的交点即为Q点，从而得到 $V_{CEQ}$ 和 $I_{CQ}$ 。

（2）动态工作情况的图解分析步骤：

①动态图解分析是在静态分析的基础上进行的，首先需要进行静态工作点的图解分析。

②根据电路图画出画出交流通路，并列出输入回路方程和输出回路方程。

③根据 $v_{s}$ 的波形，在BJT的输入特性曲线上画出 $v_{BE}$ 、 $i_{B}$ 的波形。

④根据 $i_{B}$ 的变化范围在BJT的输出特性曲线图上画出 $i_{C}$ 和 $v_{CE}$ 的波形。

（3）静态工作点对波形失真的影响：

①如下图所示，当选取静态工作点为Q点时， $v_{CE}$ 和 $i_{C}$ 的最大变化范围如下所示。

②在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信号（即线性放大），如果两者不成比例，则输出信号不能反映输入信号的情况，放大电路产生非线性失真。

③为了得到尽量大的输出信号，要把Q点设置在交流负载线的中间部分，如果Q设置不合适，信号进入截止区或饱和区，将会造成非线性失真。

[1]Q点过低，输出电压波形的顶部被限幅，称为截止失真。

[2]Q点过高，输出电压波形的底部被限幅，称为饱和失真。

④为保证不发生饱和失真，输出电压幅度应小于 $V_{CEQ}-V_{CES}$ （ $V_{CES}$ 是BJT的饱和压降）；为保证不发生截止失真，输出电压幅度应小于 $I_{CQ}\left ( R_{c}//R_{L} \right )$ 。

（4）图解分析法的适用范围：电量变化幅度较大而工作频率不太高的情况。

（5）图解分析法的优缺点：

①优点：直观、形象。有助于建立和理解交、直流共存，静态和动态等重要概念；有助于理解正确选择电路参数、合理设置静态工作点的重要性；能全面地分析放大电路的静态、动态工作情况。

②缺点：不能分析工作频率较高时的电路工作状态，也不能用来分析放大电路的输入电阻、输出电阻等动态性能指标。

2、小信号模型分析法

（1）BJT的H参数及小信号模型：

①H参数的引出：

②关于H参数的几点注意事项：

[1]H参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。

[2]H参数与工作点有关，在放大区基本不变。

[3]H参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。

③BJT的H参数模型：

④H参数的确定：

[1] $\beta$ 一般用测试仪测出。

[2] $r_{be}$ 与Q点有关，可用图示仪测出；一般也用公式估算 $r_{be}$ ， $r_{be}\approx r_{bb'}+(1+\beta )r_{e}$ ，其中对于低频小功率管有 $r_{bb'}\approx 200\Omega$ ，而 $r_{e}\approx \frac{V_{T}\left ( mV \right )}{I_{EQ}\left ( mA \right )}=\frac{26 mV}{I_{EQ}\left ( mA \right )}\left ( T=300K \right )$ 。