晶体管及放大电路2.4

上页下页返回模拟电子技术基础放大电路的动态分析是在静态分析的基础上，分析电路中的信号的传输情况，考虑的只是电压和电流的交流分量（信号分量）。2.4放大电路的动态分析常用的分析方法图解法微变等效电路法上页下页返回模拟电子技术基础2.4.1图解法在放大电路动态分析中的应用设输入信号ui=UimsinwtVou2CiuCCVBRCR1CTLR上页下页返回模拟电子技术基础1．当RL=∞时在输入回路uBE=UBE+uitOuBE波形图ou2CiuCCVBRCR1CTLRCEuBEuCiBi上页下页返回模拟电子技术基础iB的波形图工作点的移动uBE波形图(1)信号的传递已知QabtOOtOa.iB的形成过程上页下页返回模拟电子技术基础abtMNOOtiB1iB2b.输出波形已知Q已知iB工作点的移动uCE波形图iC波形图输出电压uoO上页下页返回模拟电子技术基础已知输入信号小结输出信号波形OtOt输出电压uo与输入电压ui相位相反上页下页返回模拟电子技术基础(2)如果静态工作点Q太低工作点的移动uBE波形图ab已知QiB1iB2iB的波形图a.输入波形OttOO上页下页返回模拟电子技术基础abiB1iB2已知Q已知iB工作点的移动uCE波形图iC波形图输出电压b.输出波形截止失真tMNOOtO上页下页返回模拟电子技术基础OtOtO工作点的移动uBE波形图ab已知QiB1iB2iB的波形图a.输入波形(3)如果静态工作点Q太高上页下页返回模拟电子技术基础abiB1iB2已知Q已知iB工作点的移动uCE波形图iC波形图b.输出波形输出电压饱和失真tMNOOtO上页下页返回模拟电子技术基础OtOtO工作点的移动uBE波形ab已知QiB1iB2iB的波形a.输入波形(4)如果输入信号太大上页下页返回模拟电子技术基础abiB1iB2已知Q已知iB工作点的移动uCE波形iC波形b.输出波形tMNOOtO上页下页返回模拟电子技术基础（忽略UCES和ICBO）(5)放大电路的动态范围a.如果UCEQ=ICQRC=VCC/2iB波形iB1iB2iB3uo1uo2uo3输出波形=2ICRCUopp=2UCEQ=VCCOtOMN上页下页返回模拟电子技术基础b.如果UCEQICQRCiB波形iB1iB2iB3输出波形Uopp=2UCEQuo1uo2uo3OtOMN上页下页返回模拟电子技术基础c.如果UCEQICQRCiB波形iB1iB2iB3输出波形Uopp=2ICRCuo1uo2uo30t0MN上页下页返回模拟电子技术基础基本共射极放大电路的波形分析动画演示上页下页返回模拟电子技术基础结论(2)共射极放大电路的uo与ui的相位相反。(3)ui的幅度过大或静态工作点不合适，将使工作点进入非线性区而产生非线性失真（饱和失真、截止失真）。(4)放大电路中的信号iB=IB+ibuBE=UBE+uiiC=IC+icuCE=UCE+uce(1)上页下页返回模拟电子技术基础CCCCQCEQopp22VRIUU(5)动态范围(忽略ICEO和UCES)a.Qo点在负载线的中点UCEQ=ICQRC=VCC/2Uopp=2ICQRCb.Qo点在负载线中点下方UCEQ＞ICQRC上页下页返回模拟电子技术基础c.Qo点在负载线中点上方(6)非线性失真的特点Uopp=2×min[UCEQ，ICQRC]UCEQ＜ICQRC饱和失真——输出电压波形的下半部被削平截止失真——输出电压波形的上半部被削平d.Uopp的一般表示式上页下页返回模拟电子技术基础2．当RL≠∞时(1)放大电路的交流通路交流通路画法耦合电容短路直流电压源短路ou2CiuCCVBRCR1CTLR上页下页返回模拟电子技术基础交流通路ou2CiuCCVBRCR1CTLRouiuBRCRTLR上页下页返回模拟电子技术基础由放大电路的交流通路可知icouiuBRCRTLRceu式中上页下页返回模拟电子技术基础由于故(2)交流负载线式中ou2CiuCCVBRCR1CTLRCEuBEuCiBi上页下页返回模拟电子技术基础在uCE—iC的坐标系中也表示一条直线，该直线称为放大电路的交流负载线。式M直流负载线交流负载线PiCuCEOQoNabCEQUCQI上页下页返回模拟电子技术基础交流负载线及放大电路波形分析上页下页返回模拟电子技术基础交流负载线的特点b.经过静态工作点QoM直流负载线交流负载线PiCuCEOQoNabCEQUCQIa.斜率为c.与横轴的交点为上页下页返回模拟电子技术基础e.动态范围(a)比电路空载时小M直流负载线交流负载线PiCuCEOQoNabCEQUCQI),min(2LCQCESCEQoppRIUUU(c)当考虑UCES时，(b)上页下页返回模拟电子技术基础(2)作图繁琐图解法的特点(1)便于观察(4)放大电路的一些性能指标无法用图解法求得(3)当信号太很小时无法作图上页下页返回模拟电子技术基础2.4.2微变等效电路法在放大电路动态分析中的应用1．晶体管的H参数微变等效电路(1)晶体管线性化的条件晶体管在小信号下工作a.ΔiB与ΔuBE之间具有线性关系b.β值恒定(2)晶体管可线性化的主要依据上页下页返回模拟电子技术基础晶体管共射极接法线性化原理晶体管–ucebecNPNPNP或型型晶管体+icubeib+–线性二端口网络线性网络uce+–+–ubeicib等效上页下页返回模拟电子技术基础0BBE0BBEieCEceUUiuiuh0CEBE0CEBEreBbiIuuuuh0BC0BCfeCEceuUiiiih0CEC0CECoeBbiIuiuih晶体管线性等效电路的H参数描述式中cerebiebeuhihuceoebfecuhihi线性网络uce+–+–ubeicib上页下页返回模拟电子技术基础晶体管的微变等效电路可画出等效电路cerebiebeuhihuceoebfecuhihi由+_bec+_hfeib+_hieubeibhreuce1/hoeicuce上页下页返回模拟电子技术基础EQbbiebe)1(IUrhrTrbe——晶体管的共射极输入电阻图中+_bec+_ib+_rbeubeibhreuce1/hoeicuceEQIUT——晶体管的发射结电阻——晶体管的基区体电阻，一般取300bbr上页下页返回模拟电子技术基础hre——晶体管反向传输电压比+_bec+_ib+_rbeubeibhreuce1/hoeicucefeh——晶体管电流放大系数，fehoeh——晶体管共射极输出电导，ACQceoe1UIrh上页下页返回模拟电子技术基础hre、hoe一般比较小，可忽略不计。简化的晶体管微变等效电路ube+_becib+_rbeβibicuce+_bec+_ib+_rbeubeibhreuce1/hoeicuce上页下页返回模拟电子技术基础2．微变等效电路法在放大电路动态分析中的应用(1)画出放大电路的交流通路ou2CiuCCVBRCR1CTLR上页下页返回模拟电子技术基础交流通路ouiuBRCRTLRou2CiuCCVBRCR1CTLR上页下页返回模拟电子技术基础(2)画出放大电路的微变等效电路ouiuBRCRTLRbiberbicibceouiuBRCRTLR将晶体管微变等效放大电路的微变等效电路上页下页返回模拟电子技术基础(3)放大电路的主要性能指标的计算a.电压放大倍数ioUUAu···)//(LCboRRIU··bebirIU··由图可知ouiuBRCRTLRbiberbicibce上页下页返回模拟电子技术基础beLrRioUUAu···bebLCb)//(rIRRI··式中uo与ui相位相反ouiuBRCRTLRbiberbicibce故上页下页返回模拟电子技术基础iiiIURb.输入电阻Ri由图可知RiouiuBRCRTLRbiberbicibce上页下页返回模拟电子技术基础beiBiiiiirURUUIUR通常，故beB111rRbeB//rRRiouiuBRCRTLRbiberbicibce上页下页返回模拟电子技术基础c.输出电阻RoLi0oRUIUR由定义画出求输出电阻的等效电路u0iuBRCRTbiberbicibceiiRoiouiuBRCRTLRbiberbicibce上页下页返回模拟电子技术基础求输出电阻的等效电路由图可知0biC0oLiRIURRU故u0iuBRCRTbiberbicibceiiRoi0iu当时上页下页返回模拟电子技术基础(a)晶体管的IBQ，ICQ及UCEQ值；(b)放大电路的Au，Ri，Ro及Uopp。[解](a)画出放大电路的直流通路ou2CiuCCVBRCR1CTLR[例]在图示电路中，已知：VCC=12V，RC=2k，RB=360k；晶体管T为锗管，其,==60,C1=C2=10mF，RL=2k。试求：上页下页返回模拟电子技术基础由图可知直流通路CEQUCCVBRCRTBEQUCQIBQIou2CiuCCVBRCR1CTLR上页下页返回模拟电子技术基础(b)首先画出放大电路的交流通路CEQUCCVBRCRTBEQUCQIBQI上页下页返回模拟电子技术基础其次画出放大电路的微变等效电路微变等效电路ouiuBRCRLRbiberbicibceiiou2CiuCCVBRCR1CTLR交流通路ouiuBRCRTLR上页下页返回模拟电子技术基础图中ouiuBRCRLRbiberbicibceii上页下页返回模拟电子技术基础由微变等效电路得·ouiuBRCRLRbiberbicibceiiRi=RB//rberbe=1.1k上页下页返回模拟电子技术基础2UCEQ=2×8.1V=16.2VouiuBRCRLRbiberbicibceii因为故上页下页返回模拟电子技术基础思考题3.能否增大RC来提高共射极放大电路的电压放大倍数？设IB不变,当RC过大时对放大电路的性能有何影响？1.共射极放大电路的电压放大倍数Au是不是与成正比？2.为什么说当一定时通过增大IE来提高共射极放大电路的电压放大倍数是有限制的？试从IC和rbe两方面来说明。