放大电路的动态分析(电工电子)

放大电路的分析方法放大电路分析静态分析动态分析估算法图解法微变等效电路法图解法计算机仿真一、动态分析（微变等效电路法）1、三极管的微变等效电路首先考察输入回路iBuBE当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性。uBEiBbbeBBEbeiuiur对输入的小交流信号而言，三极管BE间等效于电阻rbe。对输入的小交流信号而言，三极管BE间等效于电阻rbe。becrbeibbeubeubeib对于小功率三极管：)mA(I)mV(26)1()(300rEberbe的量级从几百欧到几千欧。考察输出回路iCuCE)iI(iIibBcCCbBiI所以：bcii输出端相当于一个受ib控制的电流源。近似平行等效三极管的微变等效电路ebcbecrbeic=ib2、放大电路的微变等效电路将交流通道中的三极管用微变等效电路代替rbeibibiiicuiuoRBRCRLRBRCRLuiuorbeibibiiicuiuoRBRCRL交流通道微变等效电路3、电压放大倍数的计算：bebirIULboRIUbeLurRALCLR//RR负载电阻越小，放大倍数越小。rbeRBRCRLiUiIbIcIoUBI4、输入电阻的计算：对于为它提供信号的信号源来说，电路是负载，这个负载的大小可以用输入电阻来表示。输入电阻的定义：iiIUri输入电阻是动态电阻。iiIUribeBr//Rber电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。rbeRBRCRLiUiIbIcIoUBI5、输出电阻的计算：对于负载而言，放大电路相当于信号源，可以将它进行戴维南等效，戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。计算输出电阻的方法：所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法。oUoIrbeRBRCiIbIcIbIcoooRIUr所以：用加压求流法求输出电阻：00二、分压式偏置电路Rb1、Rb2—偏置电阻，固定基极电位UB;Re—射极电阻，固定射极电流IE;Ce—隔直通交电容。○Rb1Rb2ReRc+Vcc～RsRLUsC1C2Ce静态分析动态分析RsUs○Rb1Rb2ReRc+Vcc～RLRb1Rb2RcRLuiuiRb1RCRLrbeβibuORb2RLRb1Rb2RcuirR//RAbeLCur//R//Rrbe2b1biRrC0例：已知：Rb1=40KΩ,Rb2=20KΩ,Rc=2.5KΩ,Re=2KΩ,Vcc=12V,UBE=0.7V,β=40,RL=5KΩ。试计算Q、Au、Ri、Ro。○Rb1Rb2ReRc+Vcc～RsRLUs解：解题步骤UB→UEIEIC←IBUCE↓UB=Rb2Rb1+Rb2·Vcc=20×1240+20=4VUE=UB－UBE=4－0.7=3.3VIE=UERE=3.32=1.65mAIC≈IE=1.65mAIB=ICβ=1.6540=41μAUCE≈Vcc－IC(Rc+RE)=12－1.65×(2+2.5)=4.575VuiRb1RCRLibicrbeβibuORb2=0.946KΩ65.126)401(300rberR//RAbeLCu946.05//5.24018.70K5.2RrC0K0.946r//R//Rrbe2b1bi三、共集电极放大电路（射随器）的分析○RBRE++uO＋UCCRSuSuiRL～1、静态分析RIUIRUEEBEBBCCI)1(IBER)1(RUUIEBBECCBIIBCRIUUEECCCE2、动态分析作微变等效电路，C1、C2、UCC短路。RBRERLİbİcrbeβibRSUS·～İeUo·Ui·R'I)1()R//R(IUEbELe0R'I)1(rIUEbbebiR')1(rR')1(R'I)1(rIR'I)1(uAEbeEEbbebEb1.放大倍数iUoUuArRrAAiSiuusR')1(rEbeiiiIUrRBRERLİcrbeβibRSUS·～İeUo·Ui·İiİRB2.输入电阻ri]R')1(r//[RrEbeBiR'I)1(rIUEbbebiBiEbeiRbiRU'R)1(rUIIIBri越大，电源电阻RS分压越小，对信号衰减越小。riro1A1AVV且3.输出电阻ro000IUrRBREİbİOrbeβibRSUo·İReRecboIIIIRebII)1(RUIE0eR)R//R(rUISBbe0bRU)R//R(rU)1(Ie0Sbbe001)]R//R(r[1R11rSbbee01)R//R(r//RSBbeErO越小，带负载后输出电压变化越小，带负载能力越强。二、共集电极放大电路的特点及应用1.射随器特点R//)R//R)(1(rrBLEbei1)R//R(r//RrBSbeE0输出电阻低输出电压与输入电压相同输入电阻高1A1AVV且多级放大电路的输入级输入电阻高，减轻信号源负担。输出级输出电阻低，提高带负载能力。中间级ri相当于前一级负载电阻；rO相当于后一级信号源内阻。2.射随器的应用例：已知射随器RS=2KΩ,RB=150KΩ,RE=2KΩ，RL＝2KΩ，UCC=+12V，β＝50，rbe=846Ω，求:静态工作点Q、Au、Aus、ri。(UBE≈0))R//R)(1(r)R//R)(1(ALEbeLEu)2//2)(501(846.0)2//2)(501(984.0A6.4725115012R)1(RUIEBCCBmA38.2IIBCV24.7238.212RIUUEECCCE)R//R)(1(r//RrLEbeBi)2//2)(501(846.0//150K53.38RrrAASiiuus)253.38(53.38984.0935.0例：已知：Rb1=33KΩ,Rb2=10KΩ,Rc=3.3KΩ,Re1=200Ω,Re2=1.3KΩ,Vcc=12V,rbe=994Ω,β=50，RL=5.1KΩ。试计算Au、Ri、Ro。Ui·○Rb1Rb2Re2Rc+VccRLRe1Uo·Re1Rb2Rb1rbeRLRCβib1ebbebiRI)1(IUrRIULb01ebeLUR)1(rR'A2.051994.0)1.5//3.3(509.81ebbebiRI)1(rIU2bi1bi1ebeiiRURUR)1(rUIK6.4)2.051994.0//(10//33]R)1(r//[R//RR1ebe2b1biK3.3RRCOİbİc○Rb1ReRc+VccRL～RsUsC1C2Rb2RL静态动态不含分压电阻对输入、输出回路列KVL方程含分压电阻用分压公式求UB再对输出回路列KVL方程输出从C取AU为负输出从E取AU为正且1含RErbe、RE之间总是相差(1+β)倍例：如图所示电路，用一个恒流源来设置静态射极电流，三极管β=100，UBE＝0.7V，IS＝10.1mA，RB=51KΩ，RL＝1KΩ，RS＝620Ω，VCC＝12V，求(1)静态工作点Q;(2)画微变等效电路；(3)求、、Ri;(提示：电流源IS的交流等效电阻为无穷大)V.AVS.A○RB++uO＋UCCRSuSuiRL～－IS解：mA1.10ISmA1.10IISEQmA1.0I11IEBmA10IIBCV2.6URIUUBEBBQCCISV8.5UUUISCCCEI26)1(300rEQbe560994.0.IR)1(r.IR)1(.ABLbeBLVK95.33R)1(r//RRLbeBi976.0.ARRR.AVSiiVSRBRLİcrbeβibRSUS·～İeUo·例：电路如图,已知β=50，EC=+12V，UI=20mV，试估算静态工作点Q；画微变等效电路；求自M点输出的UOM及自N点输出的UON。○Rb1Rb2ReRc+Ec24KΩ8KΩ1KΩ2KΩUONUOMUI解：工作点QV3824128ERRRUC2b1b2bBmA3.2RUUIeBEBEQA46IIEQBQ)RR(IUUCEEQCCCEQV1.533.2123.876I26)1(300rEQbeR)1(rR.AebeCOM93.1Rb2ReİcrbeβibUON·Ui·Rb1RCUOM·R)1(rR)1(.AebeeON983.0mV66.19983.020UONmV6.3893.120UOM)R)(R(1R0.7UIe2e1BCCB＋例：电路如图,已知β=50，UBE＝0.7，试估算静态工作点Q；画微变等效电路；求Au、Ri、R0。+Vcc+12V解：工作点Q1.25K1.426)1(300rbeRL2KΩ○RBRe2Rc300KΩ1.8KΩ2KΩuiRe1200ΩRBRe1İcrbeβibUi·RCRLUO·1.4mAIIBC＝6.4VI)RRR(UUCe2e1CCCCE＝2513000.712＋＝28μAR)1(r//RR.A1ebeLCU4.37K11R)1(r//RRLbeBiK2RRCO1.分压式偏置电路，若RB1短路，则该三极管处于状态。2.固定偏置电路中，原来没发生非线性失真，可换上一个大一些的三极管后，失真出现了。该失真一定是；若该电路在夏天调试时正常，而在冬天，出现波形失真，且幅度下降，该失真一定是；产生的原因是由于冬天室温降低后、、三个参数的变化，引起工作点的下降。其中波形幅度下降是因为随温度变化引起的。饱和饱和失真截止失真ICEOUBEββ○Rb1Rb2Rc+20V24KΩ24KΩ1KΩVZ电路如图,已知β=50，UBE＝0.7，VZ＝6V，则：IB＝，IC＝，UCE＝。先求UB→IC→IBTORF先求UCE→IC→IBTORF先求IB→IC→UCETORF智力陷阱UE=6VUB=6.7VIb2=6.7／24=27.9μAIb1=(20－6.7)／24=55.4μAIB=Ib1－Ib2=27.5μAIC=βIBQ=11mAUCE=20－111－6=3VECQCCEEQCCCEQBQCQEBBEQCCBQEBQBEQBBQEEQBEQBBQCC)1()1(RIURIUUIIRRUUIRIURIRIURIURsus+－+ui－RL+uo－+UCCC1C2VRBRE+++UCCVRB1REICQIBQ+UCEQ－+UBEQ－（1）静态分析6.4.4共集电极放大电路（射极输出器）（2）动态分析rbe+oU－cIbICBE+iU－bIRERLRBRs+sU－射极输出器的微变等效电路1IeIiILbeLoLbbebobebLbLo)1()1()1()1(RrRUUARIrIUrIURIRIUiuie①求电压放大倍数②求输入电阻])1(//[)1(LbeBLbeBb1RrRIURRrURUIIIiiiiii③求输出电阻1//beEoEbebebbssseRrRIURR