试计 算: (1)静态工作点; (2)电压放大倍数 Av 、输入电阻 ri 和输出电压 ro 。 (引导导 学生分析 计算完成) 解 (1)计算静态工作点 VBQ ? VCC ? R b2 20 ? 12 ? V?4V R b1 ? Rb2 ?? ? 10 VEQ ? VBQ ? VBEQ ? 4 V ? 0.7 V ? 3.3 V I CQ ? I EQ ? VEQ Re I CQ ? 3.3 V ? 1.65 mA 2 k? I BQ ? ? ? 0.033 mA VCEQ ? VCC ? I CQ ( Rc ? Re ) ? 12 V ? 0.65 ? (? ? 2) V ? 5.4 V (2)计算 Av 、 ri 、 ro rbe ? 300 ? ? (1 ? ? ) 26 mV 26 mV ? 300 ? ? 51? ? 1.1 k ? 1.65 mA I EQ Rc ? R L ? 1.33 k? Rc ? R L ?R ? 50 ? 1.33 A? ? ? L ? ? ? ?60.5 rbe 1.1 R' L ? ri ? Rb1 // Rb2 // rbe ? 0.94 k? ro ? Rc = 2 k? - 37 - *3.4 3.4.1 图解分析法简介 共射电路图解法 图解分析法: 运用晶体管特性曲线, 通过作图来分析放大电路的方法称为图解分析 法。 1.用图解法(直流负载线)分析静态工作点 直流通路如图所示。 (观察电 路) 直流负载线:根据 VCE ? VCC ? I C Rc ,在 I C 和 V CE 的直角坐标图上画出相应的点, 连接这些点得到一条直线, 由于它代表放大器输出部分直流通路的方程式, 所以将这条 线称为直流负载线。 画法:取 V CE =0 时, I C ? VCC 称为短路电流点。 I C = 0 时, VCE = V CC =12 V,称为 Re 开路电压点。连接该两点成一条直线,这就是直流负载线。 将直流负载线画在晶体管的输出特性曲线坐标内, 求出 I BQ , 就能决定静态工作点。 例 3-5 某一放大器电路如图(a)所示。三极管的输出特性曲线由(b)给出。试 在输出特性曲线上作出直流负载线,并确定静态工作点。若图(a)中 Rc 改为 2.5 k? 其他参数保持不变,直流负载线和静态工作点的情况又如何改变? (引导导 学生分析 计算完成) 解 画出放大电路的直流通路如图(c)所示。 因为 VCE ? VCC ? I C Rc ? 20 V ? I C ? 5.1 ? 103 ? - 38 - 令 V CE = 0,得 I C ? 20 V ? 4 mA ,即为 M 点; 5.1 k? (讲解) 令 I C = 0,得 VCE = 20 V,即为 N 点。 连接 M、N 两点,此直线即为直流负载线。 确定静态工作点 Q I BQ ? VCC 20 V ? ? 40 μA RB 470 k? 在图(b)中找出对应 I B ? 40 μA 的曲线,此曲线与直流负载线 MN 的交点即为放 大电路的静态工作点 Q。在 Q 处分别作垂线交于横坐标、作水平线交于纵坐标可得 VCEQ ? 10 V , I CQ ? 2 mA 。 若 Rc ? 2.5 k? , VCC = 20?V,则可得 VCE ? VCC ? I C Rc ? 20 V ? 2.5 ? 103 ? ? I C 当 V CE = 0 时, I C ? 8 mA ; I C = 0 时,VCE = 20 V。作出直流负载线 M 1 N 1 所示。由 于 I B ? 40 μA ,此时静态工作点为 Q' 。 2.用图解法分析输出端带负载时的放大倍数 (1)交流负载线 画交流负载线的步聚如下: ① 在输出特性曲线上作出直流负载线 MN,并确定静态工作点 Q 的位置。 V ② 在 i C 轴上确定 i C ? CC 辅助点 D 的位置,并连接 D、N 两点,得到辅助线 DN。 R' L ③ 过静态工作点 Q 作辅助线 DN 的平行线 M?N?即得交流负载线,如图所示。 (2)输出端带负载时放大倍数的图解分析 如图所示。 根据 i B 的变化范围 i B3 ??? i B1 , 从图中可得出工作点的变化范围 Q1 、Q2 和 输出电压的动态范围 VCE1 ~ VCE2 ,所以输出电压的幅值 Vom ? VCE2 ? VCEQ ;若输入信号 的幅值为 V im ,则放大器的电压放大倍数 V Av ? om Vim (引导学 生阅读教 材) - 39 - 3.4.2 静态工作点对输出波形失真的影响 如图所示。 如果静态工作点选择不当将会造成失真, 静态工作点与波形失真关系图 如图所示。 (讲解电 路) (1)饱和失真 如果静态工作点 Q 在交流负载线上位置过高如图中 QA 点,则在输入信号幅值较大 时,管子将进入饱和区,输出电压波形负半周被部分削除,产生“饱和失真” 。 (2)截止失真 如果静态工作点 Q 在交流负载线上位置过低如图中 QB 点,则在输入信号幅值较大 时,管子将进入截止区,输出电压波形正半周被部分削除,产生“截止失真” 。 (3)非线性失真 非线性失真是由于三极管的工作状态离开线性放大区, 进入非线性的饱和区和截止 区而产生的。 (讲解) 3.5 3.5.1 共集电极放大电路 图为共集电极及交直流通路。 共集电极放大电路 - 40 - 原理 直流 交流 被放大的信号从发射极输出,所以又称射极输出器。 1.电路特点 (1)输出电压与输入电压同相且略小于输入电压 射极输出器的输出信号电压近似等于输入信号电压,即电压放大倍数约等于 1,好 似输出电压等值地跟随输入电压而变化,故又称射极跟随器。 (2)输入电阻大 ' ri ? rbe ? (1 ? ? ) RL (3)输出电阻小 v i 不变, v o 几乎不变。 由以上三个特点, 它广泛应用在电路的输入级、 多级放大器的输出级或用于两级共 射放大电路之间的隔离级。 2.静态工作点计算 I BQ ? VCC ? V BEQ R b ? (1 ? ? ) Re I EQ? (1 ? ? ) I BQ VCEQ ? VCC ? I EQ Re 练习 1.如果静态工作点 Q 设置过高,输入波形的____进入____造成输出波形____ 这种失真叫____失真,消除的办法是____;如果 Q 设置太低,则输入波形____进入 ____,造成输出波形____削波,这种失真叫____失真,消除的办法是____。 2.共极电极放大电路又名____和____。它的电路特点是____。 1.图解法和估算法是分析放大器的两种基本方法,图解法可以直观地了解放 大器的工作原理,要熟练掌握直流负载线和交流负载线的画法,并深刻理解静态工 作点选择不当会造成饱和失真和截止失真的道理。 2.放大器有共射、共集和共基电路三种基本组态。 P62 习题三 3-12,3-13,3-14,3-15。 小结 布置作业 - 41 -