第二节 放大电路的基本工作原理
? 一、静态分析
? 二、动态分析
? 三、静态工作点的稳定问题
一、静态分析
? 1.用估算法确定静态值
? 2.用图解法确定静态值
1.用估算法确定静态值
? 用基尔霍夫定律可计算静态时的基极电流:
? IB=
? 由于 BE( 硅管约为 0.7V,锗管约为 0.2V) 比 VCC小的
多, 可忽略不计 。
? 在忽略 ICEO情况下, 根据晶体管的放大原理, 可确
定集电极静态电流 IC。
? IC≈ β IB
? 由集电极回路可列回路电压方程:
UCE=VCC- ICRC
??
?? ?? RVR UV CCCC
2.用图解法确定静态值
( 1)直流负载线
当 IC=0时, CE=VCC,在输出特性的 CE轴上得到
M点 。
当 CE=0时, IC=VCC/RC在 IC轴上得到 N点 。
连接 M,N点得到一条直线,直线完全由 RC所决
定,故称直流负载线。
例 2-1
例 2-1 如图 2-1所示放大电路中, 已知 VCC=12V,
RB=370kΩ,RC=2kΩ晶体管输出特性曲线如图 2-3
所示, 试用图解法确定其静态工作点 。
IB= = =30 A
在输出特性曲线坐标上确定直流负载线的两点
UCE≈ VCC-ICRC
当 IC=0 UCE=VCC=12V M点
UCE =0 mA N点
?
???
R
UV CC
370
7.012? ?
6212 ???
C
CC
C R
VI
静态工作点
图 2-3 图解法确定静态工作
点
Q
IC/mA
IB=10μA
UCE/V
60
50
40
30
20
120
1
2
3
4
5
6
93 6
N
Mα
二、动态分析
? 1.通过输入特性曲线确定 ib
? 2.通过输出特性曲线确定 uC、
交流放大电路有输入信号时的图解分析
图 2-4 交流放大电路有输入信号时的图解分析
Q
iC/mA
IB=10μA
uCE/V
60
50
40
30
20
120
1
2
3
4
5
6
93 6
Q1
N
M
8
Q2
4
ibIcm
ic
t
iB/μ A
uBE/V1.00
10
20
30
40
50
60
0.2 0.60.4
ui
uim=20mV
Ibm
ib
t
Ucem
uce
ta b
3.放大电路的非线性失真
( 1) 截止失真 。 由于工作点 Q1偏低, 输入信号在
负半周就有一部分进入截止区, 使管子发射结处
于反向偏置而截止, 于是在正半周的一部分被
,削掉, 形成截止失真 。
( 2)饱和失真。静态工作点选在 Q2点时,由于工
作点偏高,输入信号在正半周时,放大电路进入
饱和区,负半周有一部分被, 削去,,形成饱和
失真。
3.放大电路的非线性失真
图 2-5 放大电路的非线性失真
Q
iC/mA
uCE/V0
Q3N
M
Q1
ib2饱和失真
ic2
t
截止失真ic1
t
uce1
t
Q2
N'
t
uce2
ib1
4.RB,RC,UCC对工作点的影响
图 2-6 RB,RC,UCC对工作点的影响
Q
IC
IB
UCE0
Q'
N"
M'
Q2
M
Q2'
N'
N
三、静态工作点的稳定问题
1,温度对静态工作点的影响
图 2-7 温度对静态工作点的影响
a UBE变化的影响 b ICEO变化的影响 c β变化的影响
Q1Q2
500C
IB
UBE
0
250C
IC
UCE0
Q1
Q2 500C
250C
ICEO
IC
UCE0
Q1
Q2 500C
250C
cba
2.分压式工作点稳定电路
图 2-8 分压式偏置电路
C2
+C1
+
+
CE
RC
RB1
RE
RB2
RL
VCC
I1
I2
IB
VB
UE
VT
( 1)稳定工作点的两个条件。
① I1>>IB ② VB>>BE
通常选择:
I1≥ ( 5~ 10) IB,VB≥ ( 5~ 10) UBE
( 2)稳定工作点的物理过程。
温度 T↑→ IC↑→ UE↑ UBE↓→ IB↓
IC↓
VB固定
→
←
? 一、静态分析
? 二、动态分析
? 三、静态工作点的稳定问题
一、静态分析
? 1.用估算法确定静态值
? 2.用图解法确定静态值
1.用估算法确定静态值
? 用基尔霍夫定律可计算静态时的基极电流:
? IB=
? 由于 BE( 硅管约为 0.7V,锗管约为 0.2V) 比 VCC小的
多, 可忽略不计 。
? 在忽略 ICEO情况下, 根据晶体管的放大原理, 可确
定集电极静态电流 IC。
? IC≈ β IB
? 由集电极回路可列回路电压方程:
UCE=VCC- ICRC
??
?? ?? RVR UV CCCC
2.用图解法确定静态值
( 1)直流负载线
当 IC=0时, CE=VCC,在输出特性的 CE轴上得到
M点 。
当 CE=0时, IC=VCC/RC在 IC轴上得到 N点 。
连接 M,N点得到一条直线,直线完全由 RC所决
定,故称直流负载线。
例 2-1
例 2-1 如图 2-1所示放大电路中, 已知 VCC=12V,
RB=370kΩ,RC=2kΩ晶体管输出特性曲线如图 2-3
所示, 试用图解法确定其静态工作点 。
IB= = =30 A
在输出特性曲线坐标上确定直流负载线的两点
UCE≈ VCC-ICRC
当 IC=0 UCE=VCC=12V M点
UCE =0 mA N点
?
???
R
UV CC
370
7.012? ?
6212 ???
C
CC
C R
VI
静态工作点
图 2-3 图解法确定静态工作
点
Q
IC/mA
IB=10μA
UCE/V
60
50
40
30
20
120
1
2
3
4
5
6
93 6
N
Mα
二、动态分析
? 1.通过输入特性曲线确定 ib
? 2.通过输出特性曲线确定 uC、
交流放大电路有输入信号时的图解分析
图 2-4 交流放大电路有输入信号时的图解分析
Q
iC/mA
IB=10μA
uCE/V
60
50
40
30
20
120
1
2
3
4
5
6
93 6
Q1
N
M
8
Q2
4
ibIcm
ic
t
iB/μ A
uBE/V1.00
10
20
30
40
50
60
0.2 0.60.4
ui
uim=20mV
Ibm
ib
t
Ucem
uce
ta b
3.放大电路的非线性失真
( 1) 截止失真 。 由于工作点 Q1偏低, 输入信号在
负半周就有一部分进入截止区, 使管子发射结处
于反向偏置而截止, 于是在正半周的一部分被
,削掉, 形成截止失真 。
( 2)饱和失真。静态工作点选在 Q2点时,由于工
作点偏高,输入信号在正半周时,放大电路进入
饱和区,负半周有一部分被, 削去,,形成饱和
失真。
3.放大电路的非线性失真
图 2-5 放大电路的非线性失真
Q
iC/mA
uCE/V0
Q3N
M
Q1
ib2饱和失真
ic2
t
截止失真ic1
t
uce1
t
Q2
N'
t
uce2
ib1
4.RB,RC,UCC对工作点的影响
图 2-6 RB,RC,UCC对工作点的影响
Q
IC
IB
UCE0
Q'
N"
M'
Q2
M
Q2'
N'
N
三、静态工作点的稳定问题
1,温度对静态工作点的影响
图 2-7 温度对静态工作点的影响
a UBE变化的影响 b ICEO变化的影响 c β变化的影响
Q1Q2
500C
IB
UBE
0
250C
IC
UCE0
Q1
Q2 500C
250C
ICEO
IC
UCE0
Q1
Q2 500C
250C
cba
2.分压式工作点稳定电路
图 2-8 分压式偏置电路
C2
+C1
+
+
CE
RC
RB1
RE
RB2
RL
VCC
I1
I2
IB
VB
UE
VT
( 1)稳定工作点的两个条件。
① I1>>IB ② VB>>BE
通常选择:
I1≥ ( 5~ 10) IB,VB≥ ( 5~ 10) UBE
( 2)稳定工作点的物理过程。
温度 T↑→ IC↑→ UE↑ UBE↓→ IB↓
IC↓
VB固定
→
←