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分压式偏置共射放大电路静态与动态分析技巧

2016-09-10潍坊工程职业学院山工机电工程学院吴文兵聂永涛

河北农机 2016年6期
关键词:图解法等效电路偏置

潍坊工程职业学院山工机电工程学院 吴文兵 聂永涛

分压式偏置共射放大电路静态与动态分析技巧

潍坊工程职业学院山工机电工程学院 吴文兵 聂永涛

分压式偏置共射放大电路的静态分析和动态分析在模拟电子教学中是一个重点,本文在分析基本放大电路的时候使用了一定的技巧,使其求解过程大大简化,从而化解了基本放大电路在静态分析和动态分析时的一个难点。

共发射极;估算法;图解法;微变等效电路法

在模拟电子技术教学中,基本放大电路的静态和动态分析是一个重要的基础,同时,也是一个难点,特别是在对分压式偏置共发射极基本放大电路时尤为突出。一般的教材上对它的分析只是浅显地给出一些概念或者公式,即使给出了分析,也只是泛泛而谈。本文分别从共发射极基本放大电路的静态和动态分析的难点出发,找出了解决问题的方法。

1 分压式偏置共发射极放大电路的静态分析

1.1 用估算法计算静态工作点

对图1(a)进行静态分析,先画出直流通路如图1(b)所示。当满足I1≈I2>>IBQ时,可以用估算的方法计算该电路的静态工作点,我们从求解UBQ入手,UBQ即为RB2对直流电源UCC的分压。然后分别求ICQ、IBQ以及UCEQ,由图1(b)可知,其结果为:

图1 (a)分压式偏置放大电路

图1 (b)直流通路

通过图1电路可知,利用估算法计算静态工作点,相对简单,同时ICQ的大小与晶体管的特性和参数无关,这在批量生产或需要更换晶体管的电路中,很方便,但它的直观性较差,无法形象地定位到静态工作点,而且利用估算法存在一定的误差,在要求精确的场合我们一般不采用该种方法。

1.2 用图解法求静态工作点

图解法可以形象直观地反映出静态工作点的位置,并能很好地处理放大器件的非线性问题,对建立放大概念,理解放大电路的原理很有帮助。下面我们利用图解法对其进行静态分析。

由于输入特性不易准确得到图解,静态的图解分析主要针对输入回路的图解。即用估算法求出基极电流IBQ,根据IBQ在输出特性曲线上找到对应ICQ曲线,接着做直流负载线,最后求出静态工作点的位置,并确定ICQ和UCEQ。由此画出静态工作情况图(图2)。

图2 静态工作情况的图解分析

静态工作点Q对放大电路性能的指标影响很大,我们可以通过图解法很好地看出静态工作点的位置,进而判断Q点的位置设置得是否合适,若设置合适,放大电路就能很好地实现放大功能,否则不能正常工作。

2 用微变等效电路法进行动态分析

微变等效电路法输入的信号很小,使晶体管用一个与之等效的线性电路来代替,从而把非线性电路转化为线性电路,再利用线性电路的分析方法对晶体管的外电路进行分析。

为分析分压式偏置共发射极放大电路的动态情况,计算其放大倍数、输入电阻和输出电阻,要画出交流通路,即将放大电路中的电容器视为短路,直流电源中的内阻由于很小也可视为短路。

2.1 微变等效电路图的确定

用微变等效电路法分析电路时需先按照上述要求画出微变等效电路图,具体步骤如下:

(1)画出基本放大电路的交流通路图;

(2)判断电路图中每个元器件的用途以及连接位置,并处理电容器(耦合电容器和旁路电容器)使其短路,并使直流电源短路,从而画出图1(a)的微变等效电路图(图3)。

图3 微变等效电路图

2.2 技术指标的确定

3 结论

三极管放大电路形式多样,动静态公式很多,很多学生学习起来感觉很吃力,也容易忘记,但只要我们理解三极管的放大原理,并运用一定的方法分析基本放大电路的静态和动态工作特点,并根据学生的特点,分别找出求解的技巧,使各类学习者都能全面掌握分压式偏置共发射极放大电路的静态和动态分析方法,提升学生对该内容的学习效果。

[1]张钢.电子技术基础[M].中国铁道出版社,2013(1).

[2]吴雪冰,张林林,杨豪强.分压偏置共射极放大电路静态分析的教学探究[J].高师理科学刊,2015(5).

吴文兵,1985年出生,河北人,研究方向:机电一体化。

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