放大電路圖解法的動(dòng)態(tài)分析

發(fā)布時(shí)間:2024-02-14
放大電路輸入端加上交流信號(hào)ui后的工作狀態(tài),稱為動(dòng)態(tài)。放大電路加上ui后,ui和直流電源ucc共同作用,因此電路中既有直流量(由ucc產(chǎn)生)又有交流量(由ui產(chǎn)生)。各電壓、電流都是在靜態(tài)工作點(diǎn)ibq、icq、ubeq、uceq基礎(chǔ)上疊加一個(gè)隨著ui變化的交流分量而組成。
放大電路輸入端加上交流信號(hào)后,如圖1所示電路中,ib和ic分別是基極和集電極電流總量,都是在靜態(tài)值ibq、icq基礎(chǔ)上疊加交流ib、ic得到的;發(fā)射結(jié)壓降ube、管壓降uce也是在靜態(tài)值ubeq、uceq基礎(chǔ)上疊加交流量ube、uce得到的。
圖1 基本共射極放大電路
1、輸入特性曲線上由輸入電壓ui求基極電流ib
如圖1所示的電路輸入幅度為uim的正弦信號(hào)ui后,由于電容的耦合作用,使晶體管基-射極的電壓ube在原靜態(tài)值ubeq的基礎(chǔ)上發(fā)生變化,如圖2所示,此時(shí)ube為
(2-1-4)
(a)輸入回路求ib (b)輸出回路求ic和ice
圖2 圖解法分析放大電路的動(dòng)態(tài)工作情況
由于晶體管基-射極的電壓ube具有控制基極電流ib的作用,基極電流ib也將隨ube變化。由于輸入特性是非線性的,因此只有在動(dòng)態(tài)范圍較小且靜態(tài)值ubeq適當(dāng)時(shí),才可認(rèn)為ib隨ui按正弦規(guī)律變化,即
(1)
2、由輸出特性和輸出端負(fù)載求ic和uce
由圖1可見,動(dòng)態(tài)時(shí),管壓降uce與集電極電流的合成量ic之間的關(guān)系仍然是線性的,即
uce=ucc-icrc (2)
當(dāng)負(fù)載開路時(shí),輸出端的負(fù)載線就是直流負(fù)載線?;鶚O總電流ib是在靜態(tài)值ibq的基礎(chǔ)上疊加一個(gè)隨ui按正弦規(guī)律變化的交流量ib,則集電極總電流ic為
(3)
同理可得,總的管壓降uce
uce=ucc-icrc=ucc-(icq+ic)rc=(ucc-icqrc)-icrc=uceq+uce (4)
其中,由于電容c2的隔直作用,輸出電壓uo=uce的波形如圖2(b)所示。
當(dāng)放大電路的輸出端接負(fù)載rl后,輸出特性上的負(fù)載將發(fā)生變化,這是如圖3(a)所示,輸出端的等效負(fù)載電阻為。由決定的負(fù)載線稱為交流負(fù)載線。接上rl后的交流負(fù)載線如圖3(b)所示。
(a)交流通道 (b)交流負(fù)載線
圖3 接上負(fù)載后基本放大電路的交流通道和負(fù)載線
交流負(fù)載線的畫法:由直流負(fù)載線確定q點(diǎn)的,過(guò)q點(diǎn)做一條斜率為的直線即為交流負(fù)載線。注意交流負(fù)載線與直流負(fù)載線在阻容耦合時(shí)是不同的,但在直接耦合電路中是一致的。
綜上所述,可總結(jié)以下幾點(diǎn):
(1)無(wú)輸入信號(hào)時(shí),晶體管的電流、電壓都是直流量,當(dāng)放大電路輸入電壓信號(hào)后ib、ube、uce都在原來(lái)靜態(tài)值的基礎(chǔ)上疊加了一個(gè)交流量。雖然ib、ube、uce的瞬時(shí)值是變化的,但它們的方向始終是不變的。
(2)輸出電壓uo為與ui同頻率的正弦波,且輸出電壓uo幅度比輸入電壓ui幅度大得多。
(3)電流ib、ic與輸入電壓ui同相,而輸出電壓uo與輸入電壓ui反相,即共射極放大電路具有反相作用。
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