第六讲 放大电路的分析方法第六讲 放大电路的分析方法一、放大电路的直流通路和交流通路二、图解法三、等效电路法一、放大电路的直流通路和交流通路
1,直流通路：① Us=0，保留 Rs；② 电容开路；
③电感相当于短路（线圈电阻近似为 0）。
2,交流通路：①大容量电容相当于短路；
② 直流电源相当于短路（内阻为 0）。
通常，放大电路中直流电源的作用和交流信号的作用共存，这使得电路的分析复杂化。为简化分析，
将它们分开作用，引入直流通路和交流通路的概念。
研究静态工作点 研究动态参数
cCQCCC E Q
BQCQ
b
B E QBB
BQ
RIVU
II
R
UV
I
－
＝
VBB越大，
UBEQ取不同的值所引起的 IBQ
的误差越小。
基本共射放大电路的直流通路和交流通路列晶体管输入、输出回路方程，将 UBEQ作为已知条件，
令 ICQ＝ βIBQ，可估算出静态工作点。
cCQCCC E Q
BQCQ
b
B E QCC
BQ
RIVU
II
R
UV
I
－
＝
当 VCC>>UBEQ时，
b
CC
BQ R
VI?
已知,VCC＝ 12V，
Rb＝ 600kΩ，
Rc＝ 3kΩ,β
＝ 100。 Q
＝？
直流通路阻容耦合单管共射放大电路的直流通路和交流通路讨论一画出图示电路的直流通路和交流通路。
将 uS短路，即为直流通路。
二、图解法 应实测特性曲线
1,静态分析：图解二元方程
bBBBBE RiVu cCCCCE RiVu
输入回路负载线
Q
IBQ
UBEQ
Q IBQI
CQ
UCEQ
负载线
2,电压放大倍数的分析符号为“－”。反相，与给定
u
u
Auu
u
u
Auuiiu
IO
I
O
OCECBI )(
bBIBBBE RiuVu
Iu?
BBQB iII
Ci?
CEu?
斜率不变若 RB不变，放大倍数？ 若 RC减少，放大倍数？
3,失真分析
截止失真消除方法：增大 VBB，即向上平移输入回路负载线。
t截止失真是在输入回路首先产生失真！
'Q
减小 Rb能消除截止失真吗？
饱和失真饱和失真产生于晶体管的输出回路！
消除饱和失真的方法
消除方法：增大 Rb，减小 VBB,减小 Rc,减小 β,增大 VCC。
''Q
'''Q Rb↑或
β↓或
VBB ↓
Rc↓或 VCC↑
2
最大不失真输出电压 Uom：比较（ UCEQ － UCES）与
（ VCC－ UCEQ ），取其小者，除以 。
这可不是好办法！
UCES – 饱和管压降
4,图解法的特点
形象直观，必须实测特性曲线；
适应于 Q点 分析,失真分析、最大不失真输出电压的分析；
适用 于大信号分析；
不易准确求解；
不能求解输入电阻、输出电阻、频带等参数。
只用于频率较低情况直流负载线和交流负载线
Uom=?Q点在什么位置 Uom最大？ 交流负载线应过 Q点，且斜率决定于（ R
c∥ RL）
B
'RI LCQ
有负载时，输出电压幅值减少，最大不失真输出电压减少讨论二
1,在什么参数、如何变化时 Q1→ Q2 → Q3 → Q4？
2,从输出电压上看，哪个 Q点下最易产生截止失真？哪个 Q点下最易产生饱和失真？哪个 Q点下 Uom最大？
3,设计放大电路时，应根据什么选择 VCC？
IC=(VCC-UCE)/RCIB=(VBB-UBE)/RB
讨论三
2,空载和带载两种情况下 Uom分别为多少？
3,在图示电路中，有无可能在空载时输出电压失真，而带上负载后这种失真消除？
已知 ICQ＝ 2mA,UCES＝
0.7V。
1,在空载情况下，当输入信号增大时，电路首先出现饱和失真还是截止失真？
若带负载的情况下呢？
三、等效电路法
半导体器件的非线性特性使放大电路的分析复杂化。
利用线性元件建立模型，来描述非线性器件的特性。
cCQC E Q
BQCQ
b
B E QBB
BQ
RIVU
II
R
UV
I
CC
－
＝
输入回路等效为直流恒压源（ UBEQ定值）
输出回路等效为电流控制的电流源
1,直流模型：适于 Q点的分析理想二极管利用估算法求解静态工作点，实质上利用了直流模型。
2,晶体管的 h参数等效模型（交流等效模型）
在交流通路中可将晶体管看成为一个二端口网络，输入回路、
输出回路各为一个端口。
)(
)(
CEBC
CEBBE
uifi
uifu
，
，
在低频、小信号作用下的关系式
CE
CE
C
B
B
C
C
CE
CE
BE
B
B
BE
BE
ddd
ddd
BCE
BCE
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i
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u
u
u
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i
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u
IU
IU
ce22b21c
ce12b11be
UhIhI
UhIhU
交流等效模型（按式子画模型）
电阻无量纲受控电压源无量纲受控电流源 电导
)(
)(
CEBC
CEBBE
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，
，
h参数的物理意义
be
B
BE11
CE ri
uh
U
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BE12 I
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CE
B
C21 U
i
ih
ceCE
C22 1
B ru
ih
i
b-e间的动态电阻 内反馈 系数
Q附近电流放大系数
c-e间的电导输出曲线上翘程度分清主次，合理近似！什么情况下 h12和 h22的作用可忽略不计？
当 T工作在放大区域时，如果 UCE>UBE,h12可忽略；如果 iC平行于横轴,h22忽略简化的 h参数等效电路－交流等效模型
CQ
T
bb'
EQ
T
bb'e'b'bb'
b
be
be )1( I
Ur
I
Urrr
I
Ur
查阅手册基区体电阻发射结电阻发射区体电阻数值小可忽略利用 PN结的电流方程可求得由 IEQ算出在输入特性曲线上,Q点越高,rbe越小！
适用条件：信号较小；忽略结电容
3,放大电路的动态分析
)()( bebbbebii rRIrRIU
cco RIU
beb
c
i
o
rR
R
U
UA
u
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放大电路的交流等效电路阻容耦合共射放大电路的动态分析
be
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u
∥
bebebi rrRR ∥
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R
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i
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s
co RR?
讨论四,基本共射放大电路的静态分析
Q
IBQ≈35μA
UBEQ≈0.65V
2 0 0
80
bb'r
V8.3
mA8.2
cCQCCC E Q
BQCQ
RIVU
II?
为什么用图解法求解
IBQ和 UBEQ？
讨论四,基本共射放大电路的动态分析
k3
k11
11
)(
co
bebi
beb
Lc
RR
rRR
rR
RR
A u
∥
9 4 2
CQ
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I
Urr?
讨论五,阻容耦合共射放大电路的静态分析
k180 ber，?
V2.7
mA6.1
μA20
cCQCCC E Q
BQCQ
b
B E QCC
BQ
RIVU
II
R
UV
I
为什么可忽略？
清华大学 华成英
hchya@tsinghua.edu.cn
讨论五,阻容耦合共射放大电路的动态分析
k180 ber，?
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k1
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∥
∥
采用等效电路法分析放大电路的步骤
1、求解静态工作点 Q；
2,求解 rbe；
3,画出交流等效电路；
4、根据定义求解动态参数。
注意：
– 只有在 Q点正常的情况下，动态分析才有意义。
– Ri中不应含有 Rs,Ro中不应含有 RL。
1,直流通路：① Us=0，保留 Rs；② 电容开路；
③电感相当于短路（线圈电阻近似为 0）。
2,交流通路：①大容量电容相当于短路；
② 直流电源相当于短路（内阻为 0）。
通常，放大电路中直流电源的作用和交流信号的作用共存，这使得电路的分析复杂化。为简化分析，
将它们分开作用，引入直流通路和交流通路的概念。
研究静态工作点 研究动态参数
cCQCCC E Q
BQCQ
b
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II
R
UV
I
－
＝
VBB越大，
UBEQ取不同的值所引起的 IBQ
的误差越小。
基本共射放大电路的直流通路和交流通路列晶体管输入、输出回路方程，将 UBEQ作为已知条件，
令 ICQ＝ βIBQ，可估算出静态工作点。
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当 VCC>>UBEQ时，
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已知,VCC＝ 12V，
Rb＝ 600kΩ，
Rc＝ 3kΩ,β
＝ 100。 Q
＝？
直流通路阻容耦合单管共射放大电路的直流通路和交流通路讨论一画出图示电路的直流通路和交流通路。
将 uS短路，即为直流通路。
二、图解法 应实测特性曲线
1,静态分析：图解二元方程
bBBBBE RiVu cCCCCE RiVu
输入回路负载线
Q
IBQ
UBEQ
Q IBQI
CQ
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负载线
2,电压放大倍数的分析符号为“－”。反相，与给定
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斜率不变若 RB不变，放大倍数？ 若 RC减少，放大倍数？
3,失真分析
截止失真消除方法：增大 VBB，即向上平移输入回路负载线。
t截止失真是在输入回路首先产生失真！
'Q
减小 Rb能消除截止失真吗？
饱和失真饱和失真产生于晶体管的输出回路！
消除饱和失真的方法
消除方法：增大 Rb，减小 VBB,减小 Rc,减小 β,增大 VCC。
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Rc↓或 VCC↑
2
最大不失真输出电压 Uom：比较（ UCEQ － UCES）与
（ VCC－ UCEQ ），取其小者，除以 。
这可不是好办法！
UCES – 饱和管压降
4,图解法的特点
形象直观，必须实测特性曲线；
适应于 Q点 分析,失真分析、最大不失真输出电压的分析；
适用 于大信号分析；
不易准确求解；
不能求解输入电阻、输出电阻、频带等参数。
只用于频率较低情况直流负载线和交流负载线
Uom=?Q点在什么位置 Uom最大？ 交流负载线应过 Q点，且斜率决定于（ R
c∥ RL）
B
'RI LCQ
有负载时，输出电压幅值减少，最大不失真输出电压减少讨论二
1,在什么参数、如何变化时 Q1→ Q2 → Q3 → Q4？
2,从输出电压上看，哪个 Q点下最易产生截止失真？哪个 Q点下最易产生饱和失真？哪个 Q点下 Uom最大？
3,设计放大电路时，应根据什么选择 VCC？
IC=(VCC-UCE)/RCIB=(VBB-UBE)/RB
讨论三
2,空载和带载两种情况下 Uom分别为多少？
3,在图示电路中，有无可能在空载时输出电压失真，而带上负载后这种失真消除？
已知 ICQ＝ 2mA,UCES＝
0.7V。
1,在空载情况下，当输入信号增大时，电路首先出现饱和失真还是截止失真？
若带负载的情况下呢？
三、等效电路法
半导体器件的非线性特性使放大电路的分析复杂化。
利用线性元件建立模型，来描述非线性器件的特性。
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b
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II
R
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输入回路等效为直流恒压源（ UBEQ定值）
输出回路等效为电流控制的电流源
1,直流模型：适于 Q点的分析理想二极管利用估算法求解静态工作点，实质上利用了直流模型。
2,晶体管的 h参数等效模型（交流等效模型）
在交流通路中可将晶体管看成为一个二端口网络，输入回路、
输出回路各为一个端口。
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在低频、小信号作用下的关系式
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Q附近电流放大系数
c-e间的电导输出曲线上翘程度分清主次，合理近似！什么情况下 h12和 h22的作用可忽略不计？
当 T工作在放大区域时，如果 UCE>UBE,h12可忽略；如果 iC平行于横轴,h22忽略简化的 h参数等效电路－交流等效模型
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适用条件：信号较小；忽略结电容
3,放大电路的动态分析
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放大电路的交流等效电路阻容耦合共射放大电路的动态分析
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讨论四,基本共射放大电路的静态分析
Q
IBQ≈35μA
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mA8.2
cCQCCC E Q
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II?
为什么用图解法求解
IBQ和 UBEQ？
讨论四,基本共射放大电路的动态分析
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讨论五,阻容耦合共射放大电路的静态分析
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为什么可忽略？
清华大学 华成英
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讨论五,阻容耦合共射放大电路的动态分析
k180 ber，?
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采用等效电路法分析放大电路的步骤
1、求解静态工作点 Q；
2,求解 rbe；
3,画出交流等效电路；
4、根据定义求解动态参数。
注意：
– 只有在 Q点正常的情况下，动态分析才有意义。
– Ri中不应含有 Rs,Ro中不应含有 RL。
