放大电路图解法的动态分析

时间:2023-03-11作者:佚名

放大电路输入端加上交流信号ui后的工作状态,称为动态。放大电路加上ui后,ui和直流电源UCC共同作用,因此电路中既有直流量(由UCC产生)又有交流量(由ui产生)。各电压、电流都是在静态工作点IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ基础上叠加一个随着ui变化的交流分量而组成。

放大电路输入端加上交流信号后,如图1所示电路中,iB和iC分别是基极和集电极电流总量,都是在静态值IBQ、ICQ基础上叠加交流ib、ic得到的;发射结压降uBE、管压降uCE也是在静态值UBEQ、UCEQ基础上叠加交流量ube、uce得到的。

放大电路图解法的动态分析
图1 基本共射极放大电路

1、输入特性曲线上由输入电压ui求基极电流iB

如图1所示的电路输入幅度为Uim的正弦信号ui后,由于电容的耦合作用,使晶体管基-射极的电压uBE在原静态值UBEQ的基础上发生变化,如图2所示,此时uBE为

放大电路图解法的动态分析 (2-1-4)
放大电路图解法的动态分析 放大电路图解法的动态分析
(a)输入回路求iB (b)输出回路求iC和iCE

图2 图解法分析放大电路的动态工作情况

由于晶体管基-射极的电压uBE具有控制基极电流iB的作用,基极电流iB也将随uBE变化。由于输入特性是非线性的,因此只有在动态范围较小且静态值UBEQ适当时,才可认为iB随ui按正弦规律变化,即

放大电路图解法的动态分析 (1)

2、由输出特性和输出端负载求iC和uCE

由图1可见,动态时,管压降uCE与集电极电流的合成量iC之间的关系仍然是线性的,即

uCE=UCC-iCRC (2)

当负载开路时,输出端的负载线就是直流负载线。基极总电流iB是在静态值IBQ的基础上叠加一个随ui按正弦规律变化的交流量ib,则集电极总电流ic为

放大电路图解法的动态分析 (3)

同理可得,总的管压降uCE

uCE=UCC-iCRC=UCC-(ICQ ic)RC=(UCC-ICQRC)-icRC=UCEQ uce (4)

其中放大电路图解法的动态分析,由于电容C2的隔直作用,输出电压uo=uce的波形如图2(b)所示。

当放大电路的输出端接负载RL后,输出特性上的负载将发生变化,这是如图3(a)所示,输出端的等效负载电阻为放大电路图解法的动态分析。由放大电路图解法的动态分析决定的负载线称为交流负载线。接上RL后的交流负载线如图3(b)所示。

放大电路图解法的动态分析 放大电路图解法的动态分析
(a)交流通道 (b)交流负载线
图3 接上负载后基本放大电路的交流通道和负载线

交流负载线的画法:由直流负载线确定Q点的,过Q点做一条斜率为放大电路图解法的动态分析的直线即为交流负载线。注意交流负载线与直流负载线在阻容耦合时是不同的,但在直接耦合电路中是一致的。

综上所述,可总结以下几点:

(1)无输入信号时,晶体管的电流、电压都是直流量,当放大电路输入电压信号后ib、uBE、uCE都在原来静态值的基础上叠加了一个交流量。虽然ib、uBE、uCE的瞬时值是变化的,但它们的方向始终是不变的。

(2)输出电压uo为与ui同频率的正弦波,且输出电压uo幅度比输入电压ui幅度大得多。

(3)电流iB、iC与输入电压ui同相,而输出电压uo与输入电压ui反相,即共射极放大电路具有反相作用。

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