模拟电路基础第二章图解法.ppt

北京理工大学502教研室 北京理工大学502教研室 2-2 放大器的图解分析法 图解法适用于大信号、纯电阻的场合，主要用来讨论放大电路的非线性失真与静态工作点位置的关系 对BJT放大电路而言，关键求IBQ, ICQ, UCEQ 对FET放大电路而言， 关键求IDQ, UGSQ, UDSQ 以BJT固定偏置电路为例 共射极基本放大电路 us ui c1 c2 iB iE uBE uCE uo RC RS RB RL + VCC + + T A 2-2-1 静态分析 在同一坐标系中，作出三极管的输入特性和电路的伏安 特性 (直线)，交点为 IB 和 UBE 的静态值； 在同一坐标系中，作出三极管的输出特性和电路的伏安 特性 (直线)，交点为 IC 和 UCE 的静态值。 直流通路 RC IC UCE UBE RB IB +VCC IE + – + – T +UCC +UCC T RC RB VCC IC IB VCC + UCE – + UBE – 2-2-1 静态分析 直流负载线 O iB uBE RC IC UCE UBE RB IB +VCC IE + – + – T UCE = VCC – ICRC 直流负载线 iC O uCE 放大电路有输入信号 (ui ? 0) 时的工作状态称为动态。 用图解法进行动态分析步骤： 1. 画出放大电路的交流通路； 2. 在输入特性上作图，确定 uBE 和 iB 的变化范围； 3. 在输出特性上作直流负载线(放大器输出端开路时) 或交流负载线(放大器输出端接负载时)，根据 iB的 变化范围，确定 iC 和 uCE的变化范围； 4. 求电压放大倍数 。 一、利用图解法进行动态分析 交流通路 RC RB ic ii + uo – T RL ib + ui – RS uS + uce – + – 根据C1, C2对交流可 视为短路；VCC 对交 流可视为短路，画出 交流通路。 T + + C1 +UCC C2 RC RB + uo – RL RS uS + – 1. 画交流通路 因为交流电流通过VCC 时，不产生交流压降。 2. 在输入特性上作图 0 uBE/V Q 60 40 20 0 0 60 40 20 0.68 0.7 0.72 IB UBE t t iB /μA iB ib ui = ube uBE/V iB /μA Q1 Q2 iB 的变化范围 为20 ~ 60 μA。 t UBE /V 0 0.7 = uBE = UBE + ui = UBE Uim sin? t + = 0.7 + 0.02 sin? t (V) ube uBE 波形的分解 注意 各种符号的不同含义 + t ui /V 0 0.02 – 0.02 (ube/V) Ubem 直流分量 交流分量 交直流总量 根据输入回路的KVL方程： 可看成直流分量和交流分量的叠加。 t uBE/V 0 0.7 0.72 0.68 ube UBE 0 uCE iC 0 ICQR’L -ICQ UCEQ ICQ uCE iC 交流负载线 输出端开路 时交、直流 负载线重合 iC / mA iC / mA 0 IB=40 μA 20 60 80 3 Q 1.5 6 12 N 0 M t 0 0 2.25 0.75 2.25 1.5 0.75 ic IC UCE Ucem uce (uo) 3 9 uCE /V uCE /V t 电压放大倍数 3 6 9 Q2 Q1 3. 输出端开路时进行动态分析 iC 的变化范围为0.75~2.25mA。 ICE 的变化范围为 0.75~2.25mA。 iC / mA iC / mA 0 20 60 80 3 Q 1.5 6 12 N 0 M t 0 0 2.25 0.75 2.25 1.5 0.75 ic uce (uo) 3 9 uCE /V uCE /V t 3 6 9 Q2 Q1 接负载后, Uom 减小, Au下降。 Q?2 空载输出电压 交流负载线 负载输出电压 Q?1 ? uce= – ? ic RL ? 利用 作交流负载线 4. 输出端接负载时进行动态分析 IB=40 μA iB / uA （1）静态工作点偏高引起饱和失真 5. 用图解法分析非线性失真 发生饱 和失真 iC / mA iC / mA 0 20?A 40 ?A 80 ?A 1 2 3 t 0 0 uce (uo) IB=60 ?A uCE /V uCE /V Q Q2 Q1 uo波形 6 12 3 9 N 0 M 设静态值 IB = 60 μA ic 正半周 变平 负半周 变平 iB / uA uBE / V 0 Q