模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第7講《小信號(hào)模型分析法及工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)題》.ppt

1、,3.2 共射極放大電路,3.3 圖解分析法,3 半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ),放大的概念、基本放大電路組成、簡(jiǎn)單工作原理、放大電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)、直流通路和交流通路,1、靜態(tài)工作情況分析：,2、動(dòng)態(tài)工作情況分析,估算法,圖解分析法：,確定靜態(tài)工作點(diǎn)Q,直流通路,交流通路：,直流負(fù)載線,交流負(fù)載線,是Q點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡,1 優(yōu)點(diǎn),2 缺點(diǎn),圖解法的優(yōu)缺點(diǎn),（1）直觀、全面地分析放大電路的動(dòng)態(tài)工作情況；（2）能幫我們合理地安排電路參數(shù)、選擇合適的Q點(diǎn)。,（1）畫(huà)圖比較繁瑣（當(dāng)輸入信號(hào)極微弱時(shí)，作圖則不太容易實(shí)現(xiàn)）；（2）不能用來(lái)分析放大電路的某些質(zhì)量指標(biāo)（比如Ri和Ro）；（3）對(duì)較復(fù)雜的電路用圖解法很

2、麻煩（比如負(fù)反饋放大電路）。,3.4 小信號(hào)模型分析法,3.4.1 BJT的小信號(hào)建模,3.4.2 共射極放大電路的小信號(hào)模型分析, H參數(shù)的引出, H參數(shù)小信號(hào)模型, 模型的簡(jiǎn)化, H參數(shù)的確定,（意義、思路）, 利用直流通路求Q點(diǎn), 畫(huà)小信號(hào)等效電路, 求放大電路動(dòng)態(tài)指標(biāo),建立小信號(hào)模型的意義,建立小信號(hào)模型的思路,當(dāng)放大電路的輸入信號(hào)電壓很小時(shí)，就可以把三極管小范圍內(nèi)的特性曲線近似地用直線來(lái)代替，從而可以把三極管這個(gè)非線性器件所組成的電路當(dāng)作線性電路來(lái)處理。,由于三極管是非線性器件，這樣就使得放大電路的分析非常困難。建立小信號(hào)模型，就是將非線性器件做線性化處理，從而簡(jiǎn)化放大電路的分析和設(shè)

3、計(jì)。,3.4.1 BJT的小信號(hào)建模,1. H參數(shù)的引出,在小信號(hào)情況下，對(duì)上兩式取全微分得,用小信號(hào)交流分量表示,vbe= hieib+ hrevce,ic= hfeib+ hoevce,對(duì)于BJT雙口網(wǎng)絡(luò)，其輸入輸出特性曲線如下：,iB=f(vBE) vCE=const,iC=f(vCE) iB=const,可以寫(xiě)成：,四個(gè)參數(shù)量綱各不相同，故稱(chēng)為混合參數(shù)(H參數(shù))。,輸出端交流短路時(shí)的輸入電阻,輸出端交流短路時(shí)的正向電流傳輸比或電流放大系數(shù),輸入端交流開(kāi)路時(shí)的反向電壓傳輸比,輸入端交流開(kāi)路時(shí)的輸出電導(dǎo),雙口網(wǎng)絡(luò),2. H參數(shù)小信號(hào)模型,H參數(shù)都是小信號(hào)參數(shù)，即微變參數(shù)或交流參數(shù)。 H參數(shù)

4、與靜態(tài)工作點(diǎn)有關(guān)，在放大區(qū)基本不變。 H參數(shù)都是微變參數(shù)，所以只適合對(duì)交流信號(hào)的分析。,3. 模型的簡(jiǎn)化,即 rbe= hie = hfe r = hre rce= 1/hoe,一般采用習(xí)慣符號(hào),則BJT的H參數(shù)模型為, r很小，一般為10-310-4 ， rce很大，約為100k。故一般可忽略它們的影響，得到簡(jiǎn)化電路：, ib 是受控電流源 ，其方向與ib的方向是關(guān)聯(lián)的。,4. H參數(shù)的確定, 一般用測(cè)試儀測(cè)出；, rbe 與Q點(diǎn)有關(guān)，可用圖示儀測(cè)出。,一般也用公式估算 rbe,rbe= rb + (1+ ) re,其中對(duì)于低頻小功率管 rb200,則,3.4.2 用H參數(shù)小信號(hào)模型分析共

5、射極基本放大電路,共射極放大電路,1. 利用直流通路求Q點(diǎn),一般硅管VBE=0.7V，鍺管VBE=0.2V， 已知。,2. 畫(huà)出小信號(hào)等效電路,共射極放大電路,H參數(shù)小信號(hào)等效電路,3. 求電壓增益,根據(jù),則電壓增益為,4. 求輸入電阻,1. 電路如圖所示。試畫(huà)出其小信號(hào)等效模型電路。,解：,例題,例題,解：,（1）,H參數(shù)小信號(hào)等效電路,RS,Rb,RL,RC,RS,(2),作 業(yè),P143 - 3.4.2、 3.4. 3、 3.4.4,3.5 放大電路的工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)題, 溫度變化對(duì)ICBO的影響, 溫度變化對(duì)輸入特性曲線的影響, 溫度變化對(duì) 的影響, 穩(wěn)定工作點(diǎn)原理, 放大電路指標(biāo)分析,

6、固定偏流電路與射極偏置電路的比較,3.5.1 溫度對(duì)工作點(diǎn)的影響,3.5.2 射極偏置電路,3.5 放大電路的工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)題,1、Q點(diǎn)不合適， 的波形要失真；,一、為什么要給放大電路建立合適的靜態(tài)工作點(diǎn)？,Q點(diǎn)偏低,Q點(diǎn)偏高,2、,而,所以，AV與IB有關(guān)。,3.5 放大電路的工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)題,二、固定偏流放大電路的優(yōu)缺點(diǎn),三、影響Q點(diǎn)的因素有哪些？,優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單; 電壓放大倍數(shù)Av較高; 調(diào)試方便(Rb IB).,缺點(diǎn)：環(huán)境溫度變化和更換管子時(shí)，Q點(diǎn)會(huì)發(fā)生變化。,電源電壓VCC、電路參數(shù)、管子老化、環(huán)境溫度等,3.5.1 溫度對(duì)工作點(diǎn)的影響,1. 溫度變化對(duì)ICBO的影響,2. 溫度變化對(duì)輸

7、入特性曲線的影響,溫度T 輸出特性曲線上移,溫度T 輸入特性曲線左移,3. 溫度變化對(duì) 的影響,溫度每升高1 C ， 要增加0.5%1.0%,溫度T 輸出特性曲線族間距增大,3.5.2 射極偏置電路,1. 穩(wěn)定工作點(diǎn)原理,目標(biāo)：溫度變化時(shí)，使IC維持恒定。,如果溫度變化時(shí)，b點(diǎn)電位能基本不變，則可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定。,T , IC, IE,IC, VE、VB不變, VBE , IB,（反饋控制）,I1 IB ，,此時(shí)，,不隨溫度變化而變化。,VB VBE,且Re可取 大些，反饋控制作用更強(qiáng)。,一般取 I1 =(510)IB ， VB =3V5V,2. 放大電路指標(biāo)分析,(1)靜態(tài)工作點(diǎn),(2) 動(dòng)態(tài)分析,2. 放大電路指標(biāo)分析,2. 放大電路指標(biāo)分析,電壓增益,輸出回路：,輸入回路：,Ib,=,Ibrbe+(1+)IbRe,Ri =Rb1/Rb2/rbe+(1+)Re,Ro= Rc,輸入電阻,輸出電阻(1),2. 放大電路指標(biāo)分析,= rbe+(1+)Re,2. 放大電路指標(biāo)分析,輸出電阻(2),輸出電阻,求輸出電阻的等效電路,網(wǎng)絡(luò)內(nèi)獨(dú)立源置零,負(fù)載開(kāi)路,輸出端口加測(cè)試電壓,對(duì)回路1和2列KVL方程,不忽略rce的影響,其中,則,當(dāng),時(shí)，,3. 固定偏流電路與射極偏置電路的比較,共射極放大電路,3.