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1、下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页15.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析动态：动态：动态：动态：放大电路有信号输入放大电路有信号输入放大电路有信号输入放大电路有信号输入(u ui i 0)0)0)0)时交流工作状态。时交流工作状态。时交流工作状态。时交流工作状态。分析方法：分析方法：分析方法：分析方法：微变等效电路法，图解法。微变等效电路法，图解法。微变等效电路法，图解法。微变等效电路法，图解法。动态分析动态分析动态分析动态分析:对外加的交流信号及其响应单独进行分析对外加的交流信号及其响应单独进行分析对外加的交流信号及其响应单独进行分析对外加的交流信号及其响应单
2、独进行分析,即只对电路即只对电路即只对电路即只对电路的交流工作状态的交流工作状态的交流工作状态的交流工作状态(简称动态简称动态简称动态简称动态)进行分析进行分析进行分析进行分析,称为动态分析。称为动态分析。称为动态分析。称为动态分析。分析对象：分析对象：分析对象：分析对象：各极电压和电流的交流分量。各极电压和电流的交流分量。各极电压和电流的交流分量。各极电压和电流的交流分量。目的：目的：目的：目的：找出找出找出找出A Au u、r ri i、r ro o与电路参数的关系，为设与电路参数的关系，为设与电路参数的关系，为设与电路参数的关系，为设 计打基础。计打基础。计打基础。计打基础。所用电路：所
3、用电路：所用电路：所用电路：放大电路的交流通路。放大电路的交流通路。放大电路的交流通路。放大电路的交流通路。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页放大电路中各点的电压或电流都是在静态直放大电路中各点的电压或电流都是在静态直流上附加了小的交流信号。流上附加了小的交流信号。电路中电容对交、直流的作用不同。如果电电路中电容对交、直流的作用不同。如果电容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交直流所走的通道是不同的。直流所走的通道是不同的。交流通路交流通路-
4、只考虑交流信号的分电路。只考虑交流信号的分电路。直流通路直流通路 -只考虑直流信号的分电路。只考虑直流信号的分电路。不同的信号可以在不同的通路进行分析。不同的信号可以在不同的通路进行分析。15.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页RBRCuiuORLRSes+对交流信号对交流信号对交流信号对交流信号(有输入信号有输入信号有输入信号有输入信号u ui i时的交流分量时的交流分量时的交流分量时的交流分量)XC 0，C 可看作短可看作短路。忽略电源的内阻，路。忽略电源的内阻，电源的端电压恒定，电源的端电压恒定，直流电源对交流可看直流电源对
5、交流可看作短路。作短路。短路短路短路短路对地短路对地短路交流通路交流通路交流通路交流通路画画画画交交交交流流流流通通通通路路路路应应应应遵遵遵遵循循循循两两两两条条条条原原原原则则则则：大大大大容容容容量量量量的的的的电电电电容容容容视视视视为为为为短短短短路路路路；无无无无内内内内阻阻阻阻的的的的直流电源视为短路。直流电源视为短路。直流电源视为短路。直流电源视为短路。+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCE iCiBiE下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页15.3.1 微变等效电路法微变等效电路法 微变等效电路：微变等效电路：微变等效电路：微变等
6、效电路：把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路。即把非线性的晶体管线性化，等效为个线性电路。即把非线性的晶体管线性化，等效为一个线性元件。一个线性元件。线性化的条件：线性化的条件：线性化的条件：线性化的条件：晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近似代替。似代替。微变等效电路法：微变等效电路法：微变等效电路法：微变等效电路法：利用放大电路的微变等效电路分析利用放大电路的微变等效电路分析计算计算放大电路放大电路
7、电压放大倍数电压放大倍数Au、输入电阻、输入电阻ri、输出电阻、输出电阻ro等。等。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页微变等效电路分析法微变等效电路分析法 微微变变等等效效电电路路分分析析法法(又又叫叫小小信信号号等等效效电电路路分分析析法法)是是在在输输入入低低频频小小信信号号的的前前提提下下，用用BJT的的h参参数数模模型型代代替替交交流流通通路路中中的的三三极极管管，得得到到放放大大电电路路的的微微变变等等效效电电路路，然然后后利利用用线线性性电电路路的的基基本本定定理理来来计计算算放放大大电电路路的的性性能能指指标标(如电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等如电压放
8、大倍数、输入电阻和输出电阻等)。三极管的微变等效模型三极管的微变等效模型 图三极管及其微变等效模型图三极管及其微变等效模型下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。当信号很小时，在静态工作点附近的当信号很小时，在静态工作点附近的当信号很小时，在静态工作点附近的当信号很小时，在静态工作点附近的输入特性在小范围内可近似线性化。输入特性在小范围内可近似线性化。输入特性在小范围内可近似线性化。输入特性在小范围内
9、可近似线性化。1.1.晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路 U UBEBE I IB B对于小功率三极管：对于小功率三极管：对于小功率三极管：对于小功率三极管：r rbebe一般为几百欧到几千欧。一般为几百欧到几千欧。一般为几百欧到几千欧。一般为几百欧到几千欧。15.3.1 微变等效电路法微变等效电路法(1)(1)输入电路输入电路输入电路输入电路Q Q输入特性输入特性输入特性输入特性晶体管的晶体管的晶体管的晶体管的输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻 晶体管的输入电路晶体管的输入电路晶体管的输入电路晶体管的输入电路(B(B、E E之间之间之间之间)可用可
10、用可用可用r rbebe等效代替，即由等效代替，即由等效代替，即由等效代替，即由r rbebe来确来确来确来确定定定定u ubebe和和和和 i ib b之间的关系。之间的关系。之间的关系。之间的关系。I IB BU UBEBEO下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(2)(2)输出电路输出电路输出电路输出电路r rcece愈大，恒流特性愈好愈大，恒流特性愈好愈大，恒流特性愈好愈大，恒流特性愈好因因因因r rcece阻值很高，一般忽阻值很高，一般忽阻值很高，一般忽阻值很高，一般忽略不计。略不计。略不计。略不计。晶体管的晶体管的晶体管的晶体管的输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻
11、输出特性输出特性输出特性输出特性I IC CU UCECEQ Q 输出特性在线性工作区是输出特性在线性工作区是输出特性在线性工作区是输出特性在线性工作区是一组近似等距的平行直线。一组近似等距的平行直线。一组近似等距的平行直线。一组近似等距的平行直线。晶体管的电晶体管的电晶体管的电晶体管的电流放大系数流放大系数流放大系数流放大系数 晶体管的输出电路晶体管的输出电路晶体管的输出电路晶体管的输出电路(C(C、E E之之之之间间间间)可用一受控电流源可用一受控电流源可用一受控电流源可用一受控电流源 i ic c=i ib b等效代替，即由等效代替，即由等效代替，即由等效代替，即由 来确定来确定来确定来
12、确定i ic c和和和和 i ib b之间的关系。之间的关系。之间的关系。之间的关系。一般在一般在一般在一般在2020200200之间，在手册中常用之间，在手册中常用之间，在手册中常用之间，在手册中常用h hfefe表示。表示。表示。表示。O下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页ibicicBCEib ib晶体三极管晶体三极管微变等效电路微变等效电路ube+-uce+-ube+-uce+-1.1.晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路rbeBEC 晶体管的晶体管的B、E之间之间可用可用rbe等效代替。等效代替。晶体管的晶体管的C、E
13、之间可用一之间可用一受控电流源受控电流源ic=ib等效代替。等效代替。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2.2.放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路 将交流通路中的晶将交流通路中的晶将交流通路中的晶将交流通路中的晶体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等效电路代替即可得放效电路代替即可得放效电路代替即可得放效电路代替即可得放大电路的微变等效电大电路的微变等效电大电路的微变等效电大电路的微变等效电路。路。路。路。ibiceSrbe ibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSii交流通路
14、交流通路交流通路交流通路微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路RBRCuiuORL+-RSeS+-ibicBCEii下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 分析时假设输入为分析时假设输入为分析时假设输入为分析时假设输入为正弦交流，所以等效正弦交流，所以等效正弦交流，所以等效正弦交流，所以等效电路中的电路中的电路中的电路中的电压与电流电压与电流电压与电流电压与电流可用相量表示。可用相量表示。可用相量表示。可用相量表示。微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路2.2.放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路 将交
15、流通路中的晶将交流通路中的晶将交流通路中的晶将交流通路中的晶体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等效电路代替即可得放效电路代替即可得放效电路代替即可得放效电路代替即可得放大电路的微变等效电大电路的微变等效电大电路的微变等效电大电路的微变等效电路。路。路。路。ibiceSrbe ibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSiirbeRBRCRLEBC+-+-+-RS下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3.3.电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算当放大电路输出端开路当放大电路输出端开路当放大电路输出端开路
16、当放大电路输出端开路(未接未接未接未接R RL L)时，时，时，时，因因因因rbe与与与与I IE E有关，故放大倍数与静有关，故放大倍数与静有关，故放大倍数与静有关，故放大倍数与静态态态态 I IE E有关。有关。有关。有关。负载电阻愈小，放大倍数愈小。负载电阻愈小，放大倍数愈小。负载电阻愈小，放大倍数愈小。负载电阻愈小，放大倍数愈小。式中的负号表示输出电压的相位式中的负号表示输出电压的相位式中的负号表示输出电压的相位式中的负号表示输出电压的相位与输入相反。与输入相反。与输入相反。与输入相反。例例例例1 1 1 1：rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS下一页下一页总目录总目录 章目录章目
17、录返回返回上一页上一页3.3.3.3.电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例例例例2 2：由例由例由例由例1 1 1 1、例、例、例、例2 2 2 2可知，当电路不同时，计算可知，当电路不同时，计算可知，当电路不同时，计算可知，当电路不同时，计算电压放大电压放大电压放大电压放大倍数倍数倍数倍数 A Au u 的公式也不同。的公式也不同。的公式也不同。的公式也不同。要根据微变等效电路找出要根据微变等效电路找出要根据微变等效电路找出要根据微变等效电路找出 u ui i与与与与i ib b的关系、的关系、的关系、的关系、
18、u uo o与与与与i ic c 的关系。的关系。的关系。的关系。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3.3.电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算例例：在在 下图（即图）中，下图（即图）中，UCC=12V，RC=4k，RB=300k，=37.5，RL=4k。求电压放大倍数。求电压放大倍数。+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCE iCiBiE解解 已求得已求得 I IC C=1.5mA=1.5mA I IE ERL=RC RL=2k下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.4.4.4.放大电路
19、输入电阻的计算放大电路输入电阻的计算放大电路输入电阻的计算放大电路输入电阻的计算放大电路对信号源放大电路对信号源放大电路对信号源放大电路对信号源(或对前级放大电路或对前级放大电路或对前级放大电路或对前级放大电路)来说，是来说，是来说，是来说，是一个负载，可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信一个负载，可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信一个负载，可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信一个负载，可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信号源的负载电阻号源的负载电阻号源的负载电阻号源的负载电阻,也就是放大电路的输入电阻。也就是放大电路的输入电阻。也就是放大电路的输入电阻。也就是放大电路的输入电阻。定义：定义
20、：定义：定义：输入电阻是对交输入电阻是对交输入电阻是对交输入电阻是对交流信号而言的，是流信号而言的，是流信号而言的，是流信号而言的，是动态电阻。动态电阻。动态电阻。动态电阻。+-信号源信号源信号源信号源A Au u放大电路放大电路放大电路放大电路+-输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数。的参数。的参数。的参数。电路的输入电阻愈大，从信号源取得的电流电路的输入电阻愈大，从信号源取得的电流电路的输入电阻愈大，从信号源取得的电流电路的输入电阻愈大，从信号源取得的电
21、流愈小，因此一般总是希望得到较大的输入电阻。愈小，因此一般总是希望得到较大的输入电阻。愈小，因此一般总是希望得到较大的输入电阻。愈小，因此一般总是希望得到较大的输入电阻。放大放大放大放大电路电路电路电路信号源信号源信号源信号源+-+-下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS例例例例1 1：rirbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE 例例例例2 2：ri下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 5.5.放大电路输出电阻的计算放大电路输出电阻的计算放大电路输出电阻的计算放大电路输出电阻的计算放大电路放大电路放大电路放
22、大电路对负载对负载对负载对负载(或对后级放大电路或对后级放大电路或对后级放大电路或对后级放大电路)来说来说来说来说，是，是，是，是一个信号源，可以将它进行戴维南等效，等效电一个信号源，可以将它进行戴维南等效，等效电一个信号源，可以将它进行戴维南等效，等效电一个信号源，可以将它进行戴维南等效，等效电源的内阻即为放大电路的输出电阻。源的内阻即为放大电路的输出电阻。源的内阻即为放大电路的输出电阻。源的内阻即为放大电路的输出电阻。+_ _R RL Lr ro o+_ _定义：定义：定义：定义：输出电阻是输出电阻是输出电阻是输出电阻是动态电阻，与动态电阻，与动态电阻，与动态电阻，与负载无关。负载无关。负
23、载无关。负载无关。输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。电路电路电路电路的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，因此一般总是希望得到较小的输出电阻。因此一般总是希望得到较小的输出电阻。因此一般总是希望得到较小的输出电阻。因此一般总是希望得到较小的输出电阻。R RS SR RL L+_ _A Au u放大放大放大放大电路电路电路电路+
24、_ _下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS共射极放大电路特点：共射极放大电路特点：共射极放大电路特点：共射极放大电路特点：1.1.放大倍数高放大倍数高放大倍数高放大倍数高;2.2.输入电阻低输入电阻低输入电阻低输入电阻低;3.3.输出电阻高输出电阻高输出电阻高输出电阻高.例例3：求求ro的步骤的步骤(加压求流法加压求流法)：1)断开负载断开负载RL3)外加电压外加电压4)求求外加外加2)令令 或或下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页用图解法对放大电路进行动态分析，旨在用作图用图解法对放大电路进行动态分析，旨在用
25、作图的方法来分析各个电压和电流交流分量之间的传输情的方法来分析各个电压和电流交流分量之间的传输情况和相互关系，也可测出电压放大倍数。况和相互关系，也可测出电压放大倍数。1 1 交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线式中：，称为交流负载电阻。式中：，称为交流负载电阻。15.3.2 动态分析图解法动态分析图解法 交流负载线反映动态时电流交流负载线反映动态时电流iC和电压和电压uCE的变化关系，的变化关系，由于对交流信号短路，由于对交流信号短路，RL与与RC并联，故得并联，故得经整理可得：经整理可得：经整理可得：经整理可得：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页15.3.2 1
26、5.3.2 图解法图解法图解法图解法DC1.1.交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线 直流负载线直流负载线交流负载线斜率交流负载线斜率交流负载线斜率交流负载线斜率 IC/mA4321O48121620B B80 AA60 A40 A20 AUCE/VQ交流负载线的具体作法之一：通过输出特性曲线上交流负载线的具体作法之一：通过输出特性曲线上的的Q点，做一条与横轴夹角为点，做一条与横轴夹角为的直线的直线AB，即为交流，即为交流负载线。负载线。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页图解法图解法QuCE/VttiB B/AIBtiC C/mAICiB B/A
27、uBE/VtuBE/VUBEUCEiC C/mAuCE/VOOOOOOQicQ1Q2ibuiuoR RL L=由由由由u uo o和和和和u ui i的幅值（或峰峰值）之比可得放大电路的的幅值（或峰峰值）之比可得放大电路的的幅值（或峰峰值）之比可得放大电路的的幅值（或峰峰值）之比可得放大电路的电压放大倍数。电压放大倍数。电压放大倍数。电压放大倍数。交流负载线交流负载线2.2.图解分析图解分析图解分析图解分析下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页结结 论论（1）交流信号的传输情况）交流信号的传输情况u ui i(即即u ubebe)ibiCu u0 0（即即u ucece）（
28、2）电压和电流都含有直流分量和交流分量电压和电流都含有直流分量和交流分量uBE=UBE+ubeuCE=UCE+uceiB=IBE+ibiC=IC+ic（3）输入信号电压输入信号电压u ui i和输出电压和输出电压u u0 0相位相反相位相反（4）电压放大倍数等于图中输出正弦电压的幅值电压放大倍数等于图中输出正弦电压的幅值 与输入正弦电压的幅值（峰峰值）之比。与输入正弦电压的幅值（峰峰值）之比。R RL L的阻的阻值愈小，交流负载线愈陡，电压放大倍数下降得也值愈小，交流负载线愈陡，电压放大倍数下降得也愈多。愈多。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 3.非线性失真分析非线性
29、失真分析 非线性失真：非线性失真：非线性失真：非线性失真：信号信号(电压或电流电压或电流)波形被放大后幅波形被放大后幅度增大，而形状应保持原状。如发生不对称或局部度增大，而形状应保持原状。如发生不对称或局部变形现象都称为波形失真。由于三极管非线性特性变形现象都称为波形失真。由于三极管非线性特性而引起的失真，称为而引起的失真，称为非线性失真非线性失真。非线性失真非线性失真包括饱和失真和截止失真两种。包括饱和失真和截止失真两种。饱和失真：饱和失真：饱和失真：饱和失真：是由于放大电路的工作点到达了三是由于放大电路的工作点到达了三极管的饱和区而引起的；极管的饱和区而引起的；截止失真：截止失真：截止失真
30、：截止失真：是由于放大电路的工作点到达了三是由于放大电路的工作点到达了三极管的截止区而引起的。极管的截止区而引起的。放大器要求输出信号与输入信号之间是线性关放大器要求输出信号与输入信号之间是线性关放大器要求输出信号与输入信号之间是线性关放大器要求输出信号与输入信号之间是线性关系，应尽量避免失真现象出现。系，应尽量避免失真现象出现。系，应尽量避免失真现象出现。系，应尽量避免失真现象出现。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3.非线性失真非线性失真 如果如果如果如果Q Q设置不合适，晶体管进入截止区或饱和区工设置不合适，晶体管进入截止区或饱和区工设置不合适，晶体管进入截止区或
31、饱和区工设置不合适，晶体管进入截止区或饱和区工作，将造成作，将造成作，将造成作，将造成非线性失真非线性失真非线性失真非线性失真。若若若若Q Q设置过高，设置过高，设置过高，设置过高，晶体管进入饱晶体管进入饱晶体管进入饱晶体管进入饱和区工作，造成和区工作，造成和区工作，造成和区工作，造成饱和失真。饱和失真。饱和失真。饱和失真。Q2uo 适当减小基极电适当减小基极电适当减小基极电适当减小基极电流可消除失真。流可消除失真。流可消除失真。流可消除失真。UCEQuCE/VttiC C/mAICiC C/mAuCE/VOOOQ1下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 非线性失真非线性失
32、真若若若若Q Q设置过低，设置过低，设置过低，设置过低，晶体管进入截晶体管进入截晶体管进入截晶体管进入截止区工作，造成止区工作，造成止区工作，造成止区工作，造成截止失真。截止失真。截止失真。截止失真。适当增加基适当增加基适当增加基适当增加基极电流可消除极电流可消除极电流可消除极电流可消除失真。失真。失真。失真。uiuotiB B/AiB B/AuBE/VtuBE/VUBEOOOQQuCE/VtiC C/mAuCE/VOOUCE 如果如果如果如果Q Q设置合适，设置合适，设置合适，设置合适，信号幅值过大信号幅值过大信号幅值过大信号幅值过大也可产生失真，也可产生失真，也可产生失真，也可产生失真，减小信号幅值减小信号幅值减小信号幅值减小信号幅值可消除失真。可消除失真。可消除失真。可消除失真。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页课后作业课后作业 P85：作业作业1（固（固 定偏定偏置放大电路的静态与动态分置放大电路的静态与动态分析）析）