用图解法分析放大电路.pptx

1 12.3 用图解法分析放大电路用图解法分析放大电路2.3.12.3.1用图解法求放大电路的静态工作点用图解法求放大电路的静态工作点用图解法求放大电路的静态工作点用图解法求放大电路的静态工作点2.3.2 2.3.2 动态工作波形的图解分析动态工作波形的图解分析动态工作波形的图解分析动态工作波形的图解分析2.3.3 2.3.3 放大电路的非线性失真与静态工作点放大电路的非线性失真与静态工作点放大电路的非线性失真与静态工作点放大电路的非线性失真与静态工作点的关系的关系的关系的关系下页下页总目录总目录2 2电容相当于开路电容相当于开路电容相当于开路电容相当于开路电感相当于短路电感相当于短路电感相当于短路电感相当于短路一、直流通路与交流通路一、直流通路与交流通路一、直流通路与交流通路一、直流通路与交流通路R Rb bR Rc cVTVT+V VCCCC直流通路1.1.直流通路直流通路直流通路直流通路用于放大电路的静态分析。用于放大电路的静态分析。用于放大电路的静态分析。用于放大电路的静态分析。在直流通路中在直流通路中在直流通路中在直流通路中:R Rb bR Rc cVTVT+-u uI IR RL LC C1 1C C2 2+V VCCCC+-u uOO下页下页上页上页首页首页2.3.1用图解法求放大电路的静态工作点用图解法求放大电路的静态工作点3 3大电容和理想电压源相当于短路大电容和理想电压源相当于短路大电容和理想电压源相当于短路大电容和理想电压源相当于短路电感和理想电流源相当于开路电感和理想电流源相当于开路电感和理想电流源相当于开路电感和理想电流源相当于开路2.2.交流通路交流通路交流通路交流通路用于放大电路的动态分析。用于放大电路的动态分析。用于放大电路的动态分析。用于放大电路的动态分析。在交流通路中在交流通路中在交流通路中在交流通路中:下页下页上页上页R Rb bR Rc cVTVT+-u uI IR RL LC C1 1C C2 2+V VCCCC+-u uOOR Rb bR Rc cVTVT+-u uI IR RL L+-u uOO交流通路首页首页4 4 二、静态工作点的近似估算二、静态工作点的近似估算二、静态工作点的近似估算二、静态工作点的近似估算静态工作点静态工作点静态工作点静态工作点:外加输入信号为零时外加输入信号为零时外加输入信号为零时外加输入信号为零时,三极管的三极管的三极管的三极管的I IBQ BQ,I ICQ CQ,U UBEQ BEQ,U UCEQ CEQ 在输入输出特性曲线上对应一个点在输入输出特性曲线上对应一个点在输入输出特性曲线上对应一个点在输入输出特性曲线上对应一个点 Q Q点。点。点。点。U UBEQBEQ可近似认为：可近似认为：可近似认为：可近似认为：硅管硅管硅管硅管 U UBEQ BEQ =(0.6 0.8)V=(0.6 0.8)V锗管锗管锗管锗管 U UBEQ BEQ =(0.1 0.3)V=(0.1 0.3)V静态分析静态分析静态分析静态分析(估算静态工作点估算静态工作点估算静态工作点估算静态工作点)讨论对象是直流成分。讨论对象是直流成分。讨论对象是直流成分。讨论对象是直流成分。下页下页上页上页首页首页5 5I IBQBQ R Rb b +U UBEQBEQ =V VCCCC+-U UBEQBEQ+-U UCEQCEQI IB BI IC C由图中的直流通路由图中的直流通路由图中的直流通路由图中的直流通路,估算方法估算方法估算方法估算方法:I ICQCQ R Rc c +U UCEQCEQ =V VCCCC可求得单管放大电路的可求得单管放大电路的可求得单管放大电路的可求得单管放大电路的静态工作点的值为静态工作点的值为静态工作点的值为静态工作点的值为:下页下页上页上页直流通路VTVT+V VCCCCR Rb bR Rc c首页首页6 6 例例例例2.3.12.3.1 设单管共射放大电路中设单管共射放大电路中设单管共射放大电路中设单管共射放大电路中,V VCCCC=12V,=12V,R Rc c=3 k=3 k,R Rb b=280 k=280 k,=50,=50,试估算静态工作点。试估算静态工作点。试估算静态工作点。试估算静态工作点。解解解解:设设设设U UBEQ BEQ=0.7V,=0.7V,则则则则R Rb bR Rc cVTVT+-u ui iR RL LC C1 1C C2 2+V VCCCC+-u uo o下页下页上页上页首页首页7 7三、用图解法求解放大电路的静态工作点三、用图解法求解放大电路的静态工作点三、用图解法求解放大电路的静态工作点三、用图解法求解放大电路的静态工作点（一）图解法的过程（一）图解法的过程（一）图解法的过程（一）图解法的过程图解法既可分析静态图解法既可分析静态图解法既可分析静态图解法既可分析静态,也可分析动态。也可分析动态。也可分析动态。也可分析动态。过程一般是先静态后动态过程一般是先静态后动态过程一般是先静态后动态过程一般是先静态后动态。1.1.图解分析静态图解分析静态图解分析静态图解分析静态任务任务任务任务:用作图法确定静态工作点用作图法确定静态工作点用作图法确定静态工作点用作图法确定静态工作点,求出求出求出求出I IBQBQ,I ICQCQ和和和和U UCEQCEQ。由于输入特性不易准确测得由于输入特性不易准确测得由于输入特性不易准确测得由于输入特性不易准确测得,一般用近似估算法求一般用近似估算法求一般用近似估算法求一般用近似估算法求I IBQBQ和和和和U UBEQ BEQ。下面主要讨论输出回路的图解法。下面主要讨论输出回路的图解法。下面主要讨论输出回路的图解法。下面主要讨论输出回路的图解法。下页下页上页上页首页首页8 8+-u uCECE+-u uCECEVTVTR Rc cV VCCCCMMN Ni iC Ci iC C下页下页上页上页R Rb bR Rc cVTVT+-u uI IR RL LC C1 1C C2 2+V VCCCC+-u uOO输出回路的等效电路输出回路的等效电路输出回路的等效电路输出回路的等效电路首页首页9 9i iB B=I IBQBQV VCCCCI ICQCQR Rc cV VCCCCU UCEQCEQi iC C/mA/mAu uCECE/V/VO O根据输出回路方程根据输出回路方程根据输出回路方程根据输出回路方程u uCE CE=V VCC CC i iC CR Rc c 作直流负载线，作直流负载线，作直流负载线，作直流负载线，与横坐标交点为与横坐标交点为与横坐标交点为与横坐标交点为V VCC CC,与纵坐标交点为与纵坐标交点为与纵坐标交点为与纵坐标交点为V VCCCC/R Rc c，直流负载线与特性曲线直流负载线与特性曲线直流负载线与特性曲线直流负载线与特性曲线 i iB B=I IBQ BQ 的交点即的交点即的交点即的交点即Q Q点点点点,如图示。如图示。如图示。如图示。Q Q直流负载线和静态工作点的求法直流负载线和静态工作点的求法直流负载线和静态工作点的求法直流负载线和静态工作点的求法斜率为斜率为斜率为斜率为-1/-1/R Rc c，是静态工作点的移动轨迹。是静态工作点的移动轨迹。是静态工作点的移动轨迹。是静态工作点的移动轨迹。下页下页上页上页+-u uCECE+-u uCECEVTVTR Rc cV VCCCCMMN Ni iC Ci iC C首页首页1010R Rb bR Rc cVTVT+-u uI IR RL LC C1 1C C2 2+V VCCCC+-u uOO280280k k3 3k k3 3k k12V12V 例例例例2.3.2 2.3.2 试用图解法确定下图所示电路的静态工作点。试用图解法确定下图所示电路的静态工作点。试用图解法确定下图所示电路的静态工作点。试用图解法确定下图所示电路的静态工作点。解：首先估算解：首先估算解：首先估算解：首先估算I IBQBQ+-U UBEBE+-U UCECEI IB Bi iC C=4040 A Au uCECE =1212-3 3 i iC CI IBQBQ =V VCC CC-U UBEQBEQR Rb bi iC C/mA/mA0 0u uCECE/V/Vi iB B=80=806060404020200 012122 26 6Q Q4 4输出回路方程输出回路方程输出回路方程输出回路方程I IBQBQ =40 40 A A I ICQCQ=2mA 2mA U UCEQCEQ=6V6V下页下页上页上页首页首页11112.3.2 2.3.2 动态工作波形的图解分析动态工作波形的图解分析动态工作波形的图解分析动态工作波形的图解分析动态分析动态分析动态分析动态分析(估算动态技术指标估算动态技术指标估算动态技术指标估算动态技术指标)讨论对象是交流成分。讨论对象是交流成分。讨论对象是交流成分。讨论对象是交流成分。下页下页上页上页R Rb bR Rc cVTVT+-u uI IR RL LC C1 1C C2 2+V VCCCC+-u uOOVTVT+-u uCECE+-u uCECEMMN N i iC C i iC C 交流通路的输出回路R Rc cR RL L首页首页1212交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线i iB B=80=80AA6060404020200 012122 26 6Q Qi iC C/mA/mA0 0u uCECE/V/V4 4直流负载线直流负载线直流负载线直流负载线画法：画法：画法：画法：过静态工作点过静态工作点过静态工作点过静态工作点Q Q ，作一条斜率为作一条斜率为作一条斜率为作一条斜率为-1/-1/（R Rc c/R RL L）的直线。的直线。的直线。的直线。u uCE CE=-=-i ic c(R RC C/R RL L)交流负载线：交流负载线：交流负载线：交流负载线：描述放大电路的动态工作情况。描述放大电路的动态工作情况。描述放大电路的动态工作情况。描述放大电路的动态工作情况。下页下页上页上页VTVT+-u uCECE+-u uCECEMMN N i iC C i iC C 交流通路的输出回路R Rc cR RL L首页首页1313Q QI IBQBQ404020206060i iB B/u uBEBE/V/V0 0i iC CO Ot ti iB BO Ot t0.70.7 u uBEBEU UBEQBEQO Ot tu uBEBEO Ot tu uCECEU UCEQCEQ u uCECE0.720.720.680.68 i iB B放大电路动态工作情况放大电路动态工作情况放大电路动态工作情况放大电路动态工作情况下页下页上页上页交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线i iB B=80=806060404020200 012122 26 6Q Qi iC C/mA/mA0 0u uCECE/V/V4 4直流负载线直流负载线直流负载线直流负载线首页首页动画动画动画动画1414用图解法求放大电路的放大倍数用图解法求放大电路的放大倍数用图解法求放大电路的放大倍数用图解法求放大电路的放大倍数假设假设假设假设I IBQBQ附近有一个变化量附近有一个变化量附近有一个变化量附近有一个变化量 i iB B，在输入特性上找到相应的在输入特性上找到相应的在输入特性上找到相应的在输入特性上找到相应的 u uBE BE，在输出特性的交流负载线上找到相应的在输出特性的交流负载线上找到相应的在输出特性的交流负载线上找到相应的在输出特性的交流负载线上找到相应的 i iC C和和和和 u uCECE。则电压放大倍数：则电压放大倍数：则电压放大倍数：则电压放大倍数：u uBEBEA Au u =u uCECE电流放大倍数：电流放大倍数：电流放大倍数：电流放大倍数：i iB B i iC CA Ai i =下页下页上页上页首页首页1515A Au u=u uBEBE u uCECE=4.5-7.54.5-7.50.72-0.680.72-0.68=-75-75负号表示负号表示负号表示负号表示u uCECE与与与与u uBEBE反相位反相位反相位反相位下页下页上页上页7.57.54.54.5Q QI IBQBQ404020206060i iB B/u uBEBE/V/V0 0i iC CO Ot ti iB BO Ot t0.70.7 u uBEBEU UBEQBEQO Ot tu uBEBEO Ot tu uCECEU UCEQCEQ u uCECE0.720.720.680.68 i iB B交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线i iB B=80=806060404020200 012122 26 6Q Qi iC C/mA/mA0 0u uCECE/V/V4 4直流负载线直流负载线直流负载线直流负载线首页首页1616结论：结论：结论：结论：u uBEQBEQ u uCEQCEQ i iBQBQi iB B O Ot t O Ot t u uBEBE O Ot t u uCECE O Ot ti iC C i iCQCQ由右图可知：由右图可知：由右图可知：由右图可知：单管共射放大电路中，单管共射放大电路中，单管共射放大电路中，单管共射放大电路中，1.1.交交交交、直流并存直流并存直流并存直流并存2.2.有电压放大作用有电压放大作用有电压放大作用有电压放大作用3.3.有倒相作用有倒相作用有倒相作用有倒相作用u uo ou ui i下页下页上页上页首页首页17173.3.图解法的步骤图解法的步骤图解法的步骤图解法的步骤（一）画输出回路的直流负载线（一）画输出回路的直流负载线（一）画输出回路的直流负载线（一）画输出回路的直流负载线（二）估算（二）估算（二）估算（二）估算 I IBQBQ，确定，确定，确定，确定Q Q 点，得到点，得到点，得到点，得到 I ICQCQ和和和和 U UCEQ CEQ（三）画交流负载线（三）画交流负载线（三）画交流负载线（三）画交流负载线（四）求电压放大倍数（四）求电压放大倍数（四）求电压放大倍数（四）求电压放大倍数下页下页上页上页首页首页1818Q Q点过低点过低点过低点过低 i iC CO Ou uCECE i iC Ct tO O1.1.分析非线性失真分析非线性失真分析非线性失真分析非线性失真Q Qu uCECEt tO OU UCEQCEQI ICQCQ截止失真截止失真截止失真截止失真u uCECE波形出现波形出现波形出现波形出现 顶部失真。顶部失真。顶部失真。顶部失真。交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线i iB B下页下页上页上页首页首页动画动画2.3.3 2.3.3 放大电路的非线性失真与静态工作点的关系放大电路的非线性失真与静态工作点的关系放大电路的非线性失真与静态工作点的关系放大电路的非线性失真与静态工作点的关系1919饱和失真饱和失真饱和失真饱和失真交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线 i iC CO Ou uCECEQ QI ICQCQt tO O i iC Cu uCECEt tO OU UCEQCEQu uCECE波形出现底部失真。波形出现底部失真。波形出现底部失真。波形出现底部失真。i iB BQ Q点过高点过高点过高点过高下页下页上页上页首页首页2020O Ou uCECE i iC C2.2.用图解法估算最大输出幅度用图解法估算最大输出幅度用图解法估算最大输出幅度用图解法估算最大输出幅度Q Qi iB B=0=0C CD DE EA AB BQ Q点应尽量设在交点应尽量设在交点应尽量设在交点应尽量设在交流负载线上线段流负载线上线段流负载线上线段流负载线上线段ABAB的中点。的中点。的中点。的中点。若若若若CD CD=DEDE，则则则则否则否则否则否则交流负载交流负载交流负载交流负载线线线线直流负载线直流负载线直流负载线直流负载线下页下页上页上页首页首页2121O Ou uCECEi iC CO Ou uCECEi iC C3.3.分析电路参数对静态工作点的影响分析电路参数对静态工作点的影响分析电路参数对静态工作点的影响分析电路参数对静态工作点的影响Q Q1 1Q Q2 2V VCCCCR Rc cV VCCCCR Rb1b1 R Rc1c1V VCCCCR Rc2c2增大增大增大增大R Rc c，Q Q点靠近饱和区。点靠近饱和区。点靠近饱和区。点靠近饱和区。增大增大增大增大R Rb b，Q Q点靠近截止区。点靠近截止区。点靠近截止区。点靠近截止区。下页下页上页上页首页首页2222O Ou uCECEi iC Cu uCECEO Oi iC CQ Q1 1Q Q2 2V VCCCCR Rc cV VCCCC 2 2 1 1Q Q1 1Q Q2 2V VCC2CC2R Rc cV VCC2CC2V VCC2CC2 V VCC1CC1V VCC1CC1R Rc cV VCC1CC1V VCCCC升高时升高时升高时升高时,Q Q点移向右上方点移向右上方点移向右上方点移向右上方,U Uomom增大，增大，增大，增大，三极管静态功耗也增大。三极管静态功耗也增大。三极管静态功耗也增大。三极管静态功耗也增大。增大时，增大时，增大时，增大时，特性曲线上移，特性曲线上移，特性曲线上移，特性曲线上移，Q Q点移近饱和区。点移近饱和区。点移近饱和区。点移近饱和区。下页下页上页上页首页首页