基本放大电路的静态分析

3.1放大电路的基本概念3.2基本放大电路的静态分析3.3基本放大电路的图解分析3.2基本放大电路的静态分析放大电路的静态是指输入信号为零时的状态，电路中只包含直流量，因此可以用放大电路的直流通路来分析。具体的分析方法有计算法和图解法的方法。由于三极管的特性曲线是非线性的，不能用数学表达式来描述，只能用特性曲线来表示。在分析放大电路时可采用图解的方法。在放大电路的输入回路，三极管的一方，可以用三极管的输入特性曲线表示；外电路的一方，可以用基极回路直流通路方程式来描述。在放大电路的输出回路，可以用三极管的输出特性曲线和输出侧直流通路的方程式来描述。3.2.1静态和动态静态——时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。0iu放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通道和交流通道。动态——时，放大电路的工作状态，也称交流工作状态。0iu直流通道交流通道直流电源和耦合电容对交流相当于短路即能通过直流的通道。从C、B、E向外看，有直流负载电阻，Rc、Re、Rb1、Rb1。能通过交流的电路通道。如从C、B、E向外看，有等效的交流负载电阻，Rc//RL和偏置电阻Rb1、Rb2。若直流电源内阻为零，交流电流流过直流电源时，没有压降。设C1、C2足够大，对信号而言，其上的交流压降近似为零。在交流通道中，可将直流电源和耦合电容短路。3.2.2直流通路和交流通路eRcRb2Rb1RCCVVT++LReRcRb2Rb1R+CCV2C1CeCiUoUVTLRcRb2Rb1RCCViUoUVT3.2.3静态工作状态的分析法对基极偏置回路用戴文宁定理进行变换，使基极偏置电路只具有一个网眼，以方便求解基极电流。静态分析是在输入信号等于零的情况下进行的，因此和放大电路的直流通路打交道。eRcRb2Rb1RCCVVTeRcRbR'CCVVTCCV'BIBEUeEERIUCEUCIeRcRb2Rb1RCCVVT以共射分压偏置基本放大电路为例加以说明,根据直流通道可对放大电路的静态进行计算。用戴文宁定理进行变换具体变换过程如下1.静态工作状态的计算方法如下:b2b1b2b1bb2b1b2CCCC','RRRRRRRRVVIB表达式中UBE是变量，对硅管UBE0.6~0.8V，对锗管UBE0.2~0.3V，而V’CC一般在几伏，可满足V’CCUBE的条件。所以可以将UBE用固定值替代，这既简化了计算，又不会造成太大的误差。cCCCCEBCebBECCB)1(''RIVUIβIRRUVIeBBEbBCCeEBEbBCC)1(''''RIURIVRIURIVIB、IC和UCE这些量代表的工作状态称为静态工作点，用Q表示。往往将IB、IC和UCE改写为IBQ、ICQ和UCEQ。2.静态工作状态的图解分析法图3-2-3放大电路静态工作状态的图解分析上述静态工作点的计算，是将UBE视为常数，如果不视为常数，则需要用图解法来求解静态工作点。由于三极管的非线性，所以可以使用输入特性曲线来表示，与基极回路的直流通方程式进行图解，见图3-2-3。ebBECCB)1(''RRUVI图3-2-4放大电路静态工作状态的图解分析由于三极管的非线性，所以可以使用图解的方法对放大电路进行分析。放大电路的静态工作状态的图解分析如图3-2-4所示。两个特殊点两个特殊点3.在输出回路由直流负载列出方程UCE=VCC－IC(Rc+Re)4.在输出特性曲线上确定两个特殊点，即可画出直流负载线。直流负载线的确定方法：VCC、VCC/(Rc+Re)1.在输入回路列方程式V’CC－UBE=IB[R’b+(1+)Re]2.在输入特性曲线上，作出输入负载线，两线的交点即是Q，由此可确定IBQ。IBQ也可通过计算得到。5.得到Q点的参数IBQ、ICQ和UCEQ。3.2.4电阻归算的概念IB表达式中分母中的(1+β)Re的物理概念可以这样理解。所以将Re乘以(1+β)，是因为对于上图，写列基极电流方程时，在基极电流流过的电路网眼中电流不等，在基极是IB，在发射极是IE，为了保证基极电流流过Re，产生的电压降与IE流过时一样，所以要将Re乘以(1+β)。ebBECCB)1(''RRUVI这是放大电路中经常使用的电阻归算的概念，将发射极回路的电阻归算到基极回路，要乘以(1+β)；将电阻从基极回路归算到发射极回路要除以(1+β)。以上在推导基极电流表达式时eBBEbBCCeEBEbBCC)1(''''RIURIVRIURIV图示共射组态分压偏置基本放大电路，它有稳定工作点的特点，这是因为三极管是一种对温度非常敏感的半导体元件。温度升高，集电极电流增大；温度降低，集电极电流减小。这将造成静态工作点的移动，有可能使输出信号产生失真。在实际电路中，要求流过Rb1和Rb2串联支路的电流远大于基极电流IB。3.2.5分压偏置的优点++LReRcRb2Rb1R+CCV2C1CeCiUoUVTUBUBUBUB这样温度变化引起的IB的变化，对基极电位就没有多大的影响了，就可以用Rb1和Rb2的分压来确定基极电位。Re的串入有稳定工作点的作用。如果集电极电流随温度升高而增大，则发射极对地电位升高，因基极电位基本不变，故UBE减小。从输入特性曲线可知，UBE的减小基极电流将随之下降，根据三极管的电流控制原理，集电极电流将下降，反之亦然。这就在一定程度上稳定了工作点。分压偏置基本放大电路具有稳定工作点的条件，是流过Rb1和Rb2串联支路的电流远大于基极电流IB（一般大于十倍以上）。可以用下列方法计算工作点的参数值Bb2b1b2CCCC'URRRVV，BEBEUUUeEECRUII，CBIICCCCCEQRIVU