1、模模 擬擬 電電 子子 技技 術術三極管放大電路的圖解分析三極管放大電路的圖解分析知識目標：知識目標：1. 1. 掌握三極管放大電路靜態工作點的求法；掌握三極管放大電路靜態工作點的求法； 2. 2. 掌握直流負載線的畫法；掌握直流負載線的畫法； 3. 3. 了解影響靜態工作點的主要因素。了解影響靜態工作點的主要因素。三極管放大電路的圖解分析三極管放大電路的圖解分析三極管放大電路的動態圖解分析三極管放大電路的動態圖解分析第第8 8講講教學目標教學目標教學重點教學重點教學難點教學難點能力目標：能力目標：1. 1. 會畫直流通路；會畫直流通路； 2. 2. 會檢測靜態工作點；會檢測靜態工作點； 3.

2、 3. 會通過儀器觀測分析三極管的工作狀態。會通過儀器觀測分析三極管的工作狀態。模模 擬擬 電電 子子 技技 術術3.2 3.2 三極管放大電路的分析方法三極管放大電路的分析方法 放大電路的靜態分析 放大電路的動態圖解分析 三極管的低頻小信號模型模模 擬擬 電電 子子 技技 術術 3.2.1 3.2.1 放大電路的靜態分析放大電路的靜態分析 靜態分析有靜態分析有計算法計算法和和圖解分析法圖解分析法兩種兩種。 一、靜態工作狀態的計算分析法一、靜態工作狀態的計算分析法 二、靜態工作狀態的圖解分析法二、靜態工作狀態的圖解分析法 三、影響靜態工作點的因素三、影響靜態工作點的因素模模 擬擬 電電 子子

3、技技 術術一、靜態的計算分析法估算法一、靜態的計算分析法估算法cCCCCEBCbBECCBRIVUIIRUVI IB IB、ICIC和和UCEUCE這些量代表的工作狀態稱為靜這些量代表的工作狀態稱為靜態工作點，用態工作點，用Q Q表示。在測試根本放大電路時，往表示。在測試根本放大電路時，往往測量三個電極對地的電位往測量三個電極對地的電位VBVB、VEVE和和VCVC即可確定即可確定三極管的靜態工作狀態。三極管的靜態工作狀態。根據直流通道可對放大電路的靜態進行計算根據直流通道可對放大電路的靜態進行計算模模 擬擬 電電 子子 技技 術術二、靜態的圖解分析法二、靜態的圖解分析法圖 3.2.1 放大電

4、路靜態工作狀態的圖解分析放大電路的靜態工作狀態的圖解分析如下圖。模模 擬擬 電電 子子 技技 術術1. 1. 由直流負載列出方程由直流負載列出方程 U UCECE= =V VCCCCI IC CR Rc c2. 2. 在輸出特性曲線上確定在輸出特性曲線上確定兩個特殊點兩個特殊點, ,即可即可 畫出直流負載線。畫出直流負載線。 直流負載線確實定方法：V VCC CC 、 V VCC CC / /R Rc c3. 3. 在輸入回路列方程式在輸入回路列方程式U UBEBE = =V VCCCCI IB BR Rb b4. 4. 在輸入特性曲線上，作出輸入負載線，兩在輸入特性曲線上，作出輸入負載線，兩

5、 線的交點即是線的交點即是Q Q。5. 5. 得到得到Q Q點的參數點的參數I IBQBQ、I ICQCQ和和U UCEQCEQ。模模 擬擬 電電 子子 技技 術術例例：測量三極管三個電極對地電位如圖：測量三極管三個電極對地電位如圖 所示，試判斷三極管的工作狀態。所示，試判斷三極管的工作狀態。 圖 3.2.2 三極管工作狀態判斷 放大截止飽和模模 擬擬 電電 子子 技技 術術例例：用數字電壓表測得：用數字電壓表測得V VB B V V 、V VE E V V 、V VC C =8 =8 V V，試判斷三極管的工作狀態。試判斷三極管的工作狀態。圖3.2.3 例電路圖模模 擬擬 電電 子子 技技

6、術術三、影響靜態工作點的因素1 1、為什么要設置穩定的、為什么要設置穩定的Q Q點？點？ 1 1Q Q點設置不適宜的話，將使輸出波形失真點設置不適宜的話，將使輸出波形失真 2 2放大倍數與放大倍數與Q Q點有關點有關 1 1改變改變 RB RB，其他參數不變，其他參數不變uBEiBuCEiCVCCVBBVBBRBQQR R B B i iB B R R B B i iB B 2 2、電路參數對靜態工作點的影響、電路參數對靜態工作點的影響模模 擬擬 電電 子子 技技 術術4 4、工作點穩定電路介紹、工作點穩定電路介紹 以射極偏置電路為例說明，電路就是前面介紹的以射極偏置電路為例說明，電路就是前面

7、介紹的共射極放大電路，將電容共射極放大電路，將電容CeCe去掉。電路如以下圖所示去掉。電路如以下圖所示：3 3、環境溫度對工作點穩定的影響、環境溫度對工作點穩定的影響 當溫度升高時，三極管的反向飽和電流當溫度升高時，三極管的反向飽和電流I ICBOCBO U UBEBE 、 I IC C 從而影響從而影響AuAu2 2 改變改變 RC RC ，其他參數不變，其他參數不變R RC C Q Q 趨近飽和區。趨近飽和區。iCuBEiBuCEVCCUCEQQQICQVCCRC動畫模模 擬擬 電電 子子 技技 術術 穩定穩定Q Q點的原理：設點的原理：設I1IbI1Ib，對，對Si Si管管1010倍倍

8、 對對GeGe管管2020倍倍 那么有：那么有： V b= VCC Rb2 / (Rb1+Rb2) V b= VCC Rb2 / (Rb1+Rb2)當某種原因影響當某種原因影響I IC C I IE E U UE E U UBEBE I Ib b I IC C 模模 擬擬 電電 子子 技技 術術3.2.2 3.2.2 放大電路的動態圖解分析放大電路的動態圖解分析一、交流負載線一、交流負載線二、交流工作狀態的圖解分析二、交流工作狀態的圖解分析三、最大不失真輸出幅度三、最大不失真輸出幅度四、非線性失真四、非線性失真五、輸出功率和功率三角形五、輸出功率和功率三角形模模 擬擬 電電 子子 技技 術術一

9、、交流負載線一、交流負載線 交流負載線確定方法：交流負載線確定方法： 1. 1.通過輸出特性曲線上的通過輸出特性曲線上的Q Q點做一條直線，其斜點做一條直線，其斜 率為率為-1/-1/RRL L 。2. 2.R RL L= = R RL LR Rc c， 是交流負載電阻。是交流負載電阻。 3. 3.交流負載線是有交流交流負載線是有交流 輸入信號時輸入信號時Q Q點的運點的運 動軌跡。動軌跡。 4. 4.交流負載線與直流交流負載線與直流 負載線相交負載線相交Q Q點。點。 圖圖 3.2.4放大電路的動態放大電路的動態 工作狀態的圖解分析工作狀態的圖解分析 LCQCEQCCRIUV模模 擬擬 電電

10、 子子 技技 術術動畫動畫圖 3.2.5 放大電路的動態圖解分析通過圖解分析，可得如下結論：通過圖解分析，可得如下結論： 1. 1. u ui i u uBEBE i iB B i iC C u uCECE |-u |-uo o| | 2. 2. u uo o與與u ui i相位相反；相位相反； 3. 3. 可以測量出放大電路的電壓放大倍數；可以測量出放大電路的電壓放大倍數； 4. 4. 可以確定最大不失真輸出幅度可以確定最大不失真輸出幅度。二、交流工作狀態的圖解分析二、交流工作狀態的圖解分析模模 擬擬 電電 子子 技技 術術波形的失真飽和失真飽和失真截止失真截止失真由于放大電路的工作點到達了

11、三極管由于放大電路的工作點到達了三極管的飽和區而引起的非線性失真。對于的飽和區而引起的非線性失真。對于NPNNPN管，輸出電壓表現為底部失真。管，輸出電壓表現為底部失真。由于放大電路的工作點到達了三極管由于放大電路的工作點到達了三極管的截止區而引起的非線性失真。對于的截止區而引起的非線性失真。對于NPNNPN管，輸出電壓表現為頂部失真。管，輸出電壓表現為頂部失真。三、三、 最大不失真輸出幅度最大不失真輸出幅度 注意：對于注意：對于PNPPNP管，由于是負電源供電，失真的管，由于是負電源供電，失真的表現形式，與表現形式，與NPNNPN管正好相反。管正好相反。模模 擬擬 電電 子子 技技 術術圖

12、3.2.6 放大器截止失真和飽和失真 動畫 (a) 截止失真(b) 飽和失真動畫模模 擬擬 電電 子子 技技 術術放大電路的最大不失真輸出幅度放大電路的最大不失真輸出幅度放大電路要想獲得大的不失真輸出幅度，需要：放大電路要想獲得大的不失真輸出幅度，需要： 1. 1.工作點工作點Q Q要設置在輸出特性曲線放大區的中間部位；要設置在輸出特性曲線放大區的中間部位；2. 2.要有適宜的交流負載線。要有適宜的交流負載線。 圖圖 3.2.7 3.2.7 放大器的最大不失放大器的最大不失真輸出幅度動畫真輸出幅度動畫模模 擬擬 電電 子子 技技 術術四、非線性失真四、非線性失真%10012322VVVTHD

13、放大器要求輸出信號與輸入信號之間是線性放大器要求輸出信號與輸入信號之間是線性關系，不能產生失真。關系，不能產生失真。 由于三極管存在非線性，使輸出信號產生了由于三極管存在非線性，使輸出信號產生了非線性失真非線性失真。 非線性失真系數的定義：非線性失真系數的定義：在某一正弦信號輸在某一正弦信號輸入下，輸出波形因非線性而產生失真，其諧波分入下，輸出波形因非線性而產生失真，其諧波分量的總有效值與基波分量之比，用量的總有效值與基波分量之比，用THDTHD表示，表示，即即模模 擬擬 電電 子子 技技 術術 五、五、 輸出功率和功率三角形輸出功率和功率三角形omomomomo2122IVIVP 要想要想P PO O大，就要使功率三角形的面積大，大，就要使功率三角形的面積大，即必須使即必須使V Vomom 和和I Iomom 都要大。都要大。 圖 3.2.8 功率三角形放大電路向電阻性負載提供的放大電路向電阻性負載提供的輸出功率輸出功率 在輸出特性曲線上，正好在輸出特性曲線上，正好是三角形是三角形 ABQABQ的面積，這一的面積，這一三角形稱為三角形稱為功率三角形功率三角形。模模 擬擬 電電 子子 技技 術術3.2.3 3.2.3 三極管的低頻小信號模型三極管的低頻小信號模型圖 3.2.9三極管簡化h參數模型模模 擬擬 電電 子子 技技 術術 學完本節內容后需要掌握以下內容：學