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放大电路及计算公式

作者:dolphin时间:2016-10-09

我们知道三极管可以通过控制基极的电流来控制集电极的电流,来达到放大的目的。放大电路就是利用三极管的这种特性来组成放大电路。我们下面以共发射极的接法为例来说明一下。

一:放大电路的组成原理
放大电路的组成原理(应具备的条件)
(1):放大器件工作在放大区(三极管的发射结正向偏置,集电结反向偏置)
(2):输入信号能输送至放大器件的输入端(三极管的发射结)
(3):有信号电压输出。
判断放大电路是否具有放大作用,就是根据这几点,它们必须同时具备。
例1:判断图(1)电路是否具有放大作用

解:图(1)a不能放大,因为是NPN三极管,所加的电压UBE不满足条件(1),所以不具有放大作用。
图(1)b具有放大作用。

二:直流通路和交流通路
在分析放大电路时有两类问题:直流问题和交流问题。
(1)直流通路:将放大电路中的电容视为开路,电感视为短路即得。它又被称为静态分析。
(2)交流通路:将放大电路中的电容视为短路,电感视为开路,直流电源视为短路即得。它又被称为动态分析。

例2:试画出图(2)所示电路的直流通路和交流通路。

解:图(2)所示电路的
直流通路如图(3)所示:
交流通路如图(4)所示:

 

这一节是本章的重点内容,在这一节中我们要掌握公式法计算Q点和图形法计算Q点


在学习之前,我们先来了解一个概念:
什麽是Q点?它就是直流工作点,又称为静态工作点,简称Q点。我们在进行静态分析时,主要是求基极直流电流IB、集电极直流电流IC、集电极与发射极间的直流电压UCE
一:公式法计算Q点
我们可以根据放大电路的直流通路,估算出放大电路的静态工作点。下面把求IB、IC、UCE的公式列出来

 



三极管导通时,UBE的变化很小,可视为常数,我们一般认为:硅管为 0.7V
锗管为 0.2V

例1:估算图(1)放大电路的静态工作点。其中RB=120千欧,RC=1千欧,UCC=24伏,ß=50,三极管为硅管

解:IB=(UCC-UBE)/RB=24-0.7/120000=0.194(mA)
IC=ßIB=50*0.194=9.7(mA)
UCE=UCC-ICRC=24-9.7*1=14.3V

二:图解法计算Q点

三极管的电流、电压关系可用输入特性曲线和输出特性曲线表示,我们可以在特性曲线上,直接用作图的方法来确定静态工作点。用图解法的关键是正确的作出直流负载线,通过直流负载线与iB=IBQ的特性曲线的交点,即为Q点。读出它的坐标即得IC和UCE

图解法求Q点的步骤为:
(1):通过直流负载方程画出直流负载线,(直流负载方程为UCE=UCC-iCRC
(2):由基极回路求出IB
(3):找出iB=IB这一条输出特性曲线与直流负载线的交点就是Q点。读出Q点的坐标即为所求。

例2:如图(2)所示电路,已知Rb=280千欧,Rc=3千欧,Ucc=12伏,三极管的输出特性曲线如图(3)所示,试用图解法确定静态工作点。

解:(1)画直流负载线:因直流负载方程为UCE=UCC-iCRC
iC=0,UCE=UCC=12V;UCE=4mA,iC=UCC/RC=4mA,连接这两点,即得直流负载线:如图(3)中的兰线
(2)通过基极输入回路,求得IB=(UCC-UBE)/RC=40uA
(3)找出Q点(如图(3)所示),因此IC=2mA;UCE=6V

三:电路参数对静态工作点的影响
静态工作点的位置在实际应用中很重要,它与电路参数有关。下面我们分析一下电路参数Rb,Rc,Ucc对静态工作点的影响。

改变Rb

改变Rc

改变Ucc

Rb变化,只对IB有影响。
Rb增大,IB减小,工作点沿直流负载线下移。

Rc变化,只改变负载线的纵坐标
Rc增大,负载线的纵坐标上移,工作点沿iB=IB这条特性曲线右移

Ucc变化,IB和直流负载线同时变化
Ucc增大,IB增大,直流负载线水平向右移动,工作点向右上方移动

Rb减小,IB增大,工作点沿直流负载线上移

Rc减小,负载线的纵坐标下移,工作点沿iB=IB这条特性曲线左移

Ucc减小,IB减小,直流负载线水平向左移动,工作点向左下方移动

 

 

例3:如图(4)所示:要使工作点由Q1变到Q2点应使( )

A.Rc增大
C.Ucc增大

B.Rb增大
D.Rc减小

答案为:A
要使工作点由Q1变到Q3点应使( )

A.Rb增大B.Rc增大C.Rb减小D.Rc减小答案为:A注意:在实际应用中,主要是通过改变电阻Rb来改变静态工作点。


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