33 　　放大电路的分析方法

3.1 共射基本放大电路的静态分析

3.2 共射基本放大电路的动态图解分析

由于交流信号均叠加在静态工作点上，且交流信号幅度很小，因此对工作在放大模式下的电路进行分析时，应先进行直流分析，后进行交流分析。

放大电路的分析方法放大电路的分析方法

直流分析法分析指标： IBQ 、 ICQ 、 UCEQ

分析方法：估算法、图解法

交流分析法分析指标： Au 、 Ri 、 Ro

分析方法：图解法、微变等效电路法

3.1 共射基本放大电路的静态分析

UO+

-

UiUS

RS

RB

C1

RC

++V

C2

RL

-

+VCC

+

1. 静态工作点的估算

RUU

Ib

BEQCC

BQ

II BQCQ

RIUU CCQCCCEQ

放大器的静态工作点放大器的静态工作点

例 2.1 用估算法计算静态工作点。

已知： VCC=12V ， RC=4k ， Rb=300k ， =37.5 。

解：Aμ400.04mA

300

12

b

CCB

R

VI

mA5.104.05.37BC II 6V41.512CCCCCE RIVU

请注意电路中 IB 和 IC 的数量级

+

+

+

CT

b1

CC

R b

V

L

+u

oR

-u+

-i

b2CcR

即利用三极管的输入、输出特性曲线与管外电路所确定的负载线，通过作图的方法进行求解。

要求：已知三极管特性曲线和管外电路元件参数。

优点：便于直接观察 Q 点位置是否合适，输出信号波 形是否会产生失真。

2. 图解法确定静态工作点

（ 1 ）由电路输入特性确定 IBQ ( 也可直接计算出 IBQ )

写出管外输入回路直流负载线方程 (UBE IB)

。

图解法分析步骤：

在输入特性曲线上作直流负载线。 找出对应交点，得 IBQ 与 UBEQ 。

（ 2）由电路输出特性确定 ICQ 与 UCE

Q 写出管外输出回路直流负载线方程 (UCE IC)

。 在输出特性曲线上作直流负载线。 找出负载线与特性曲线中 IB =IBQ 曲线的交点， 即 Q 点，得到 ICQ 与 UCEQ 。

例 2.2 已知电路参数和三极管输入、输出特性曲线， 试求 IBQ 、 ICQ 、 UCEQ 。

Q

• 输入回路直流负载线方程 UBE=VBB-IBRB

VBB

VBB/RB

UBEQ

IBQ

+ -

IB

VBB

IC

- +VCC

RB

RC+

-UBE

+

-

UCE

• 输出回路直流负载线方程 UCE=VCC-ICRC

IC

UCE0UBE

IB

0

IB = IBQ

VCC

VCC/RC

QICQ

UCEQ

3.2 共射基本放大电路的动态图解分析

确定静态工作点 (方法同前 )。 画交流负载线。

画波形，分析性能。

过 Q 点、作斜率为 -1/RL 的直线即交流负载线。其中 RL= RC // RL

分析步骤 :

图解法直观、实用，容易看出 Q 点设置是否合适，波形是否产生失真，但不适合分析含有电抗元件的复杂电路。同时在输入信号过小时作图精确度降低。

例 2.3 输入正弦信号时，画各极电压与电流的波形。

t

uBE0

Q

uBE

iB

0

iC

uCE0

Q

t

iB

IBQ

iC

t

ICQ

t

uCE0

-1/RL

VCEQ

ib

ui + -

iB

VBB

iC

VCC

RB

RC+

-

uBE

+

-

uCE+

-

+ -

RL

C1

C2

结论：（ 1 ）放大电路中的信号是交直流共存，可表示成：

ceCECE

cCC

bBB

beBEBE

uUu

iIi

iIi

uUu

虽然交流量可正负变化，但瞬时量方向始终不变

（ 2 ）输出 uo 与输入 ui 相比，幅度被放大了，频率不变，但相位相反。

ui

tuBE

tiB

tiC

tuCE

tuo

t

基本放大电路的放大作用

----- 失真分析

在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信号（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号不能反映输入信号的变化情况，放大电路将产生非线性失真。

为了得到尽量大的输出信号，要把 Q 点设置在交流负载线的中间部分。如果 Q 点设置不合适，信号进入截止区或饱和区，会造成非线性失真。

静态工作点对波形的影响

iC

uCE

uo

可输出的最大不失真信号

选择静态工作点

ib

iC

uCE

uo

1) Q 点过低，信号进入截止区

放大电路产生截止失真 ( 顶部失

真 )输出波形

输入波形 ib

iC

uCE

2) Q 点过高，信号进入饱和区

放大电路产生饱和失真 ( 底部失

真 )

ib输入波形

uo

输出波形

Q 点在中点，动态范围最大，输出波形不易失真。

Q 点波动对输出波形的影响：

Q 点升高，不失真动态范围减小，输出易饱和失真。Q 点降低，不失真动态范围减小，输出易截止失真。

Q

iC

t

ICQ

t

vCE0VCEQ

ib

Qib

ib

iC

vCE0Q

动态工作原理图解法动态工作原理图解法

Q 点位置与波形失真：

Q 点过低， uO 负半周易截止失真。 PNP 管

Q 点过高， uO 正半周易饱和失真。

Q 点过低， uO 正半周易截止失真。 NPN 管

Q 点过高， uO 负半周易饱和失真。

由于 PNP 管电压极性与 NPN 管相反，故横轴 uCE 可改为 -uCE

。

消除饱和失真降低 Q 点:

增大 RB ，减小 IBQ

减小 RC : 负载线变徒 , 输出动态范围增加。

消除截止失真 升高 Q 点 : 减小 RB ，增大 IBQ