模拟电路 第二章（三极管及其放大电路）【下】

四、放大电路的分析方法

1、图解分析方法

（1）静态工作点的图解分析步骤：

①首先根据电路图画出画出直流通路。

②列输入回路方程：。

③列输出回路方程：。

④在输入特性曲线上，作出直线，两线的交点即是Q点，得到。

⑤在输出特性曲线上，作出直流负载线，与曲线的交点即为Q点，从而得到和。

（2）动态工作情况的图解分析步骤：

①动态图解分析是在静态分析的基础上进行的，首先需要进行静态工作点的图解分析。

②根据电路图画出画出交流通路，并列出输入回路方程和输出回路方程。

③根据的波形，在BJT的输入特性曲线上画出、的波形。

④根据的变化范围在BJT的输出特性曲线图上画出和的波形。

（3）静态工作点对波形失真的影响：

①如下图所示，当选取静态工作点为Q点时，和的最大变化范围如下所示。

②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情况，放大电路产生非线性失真。

③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设置不合适，信号进入截止区或饱和区，将会造成非线性失真。

[1]Q点过低，输出电压波形的顶部被限幅，称为截止失真。

[2]Q点过高，输出电压波形的底部被限幅，称为饱和失真。

④为保证不发生饱和失真，输出电压幅度应小于（是BJT的饱和压降）；为保证不发生截止失真，输出电压幅度应小于。

（4）图解分析法的适用范围：电量变化幅度较大而工作频率不太高的情况。

（5）图解分析法的优缺点：

①优点：直观、形象。有助于建立和理解交、直流共存，静态和动态等重要概念；有助于理解正确选择电路参数、合理设置静态工作点的重要性；能全面地分析放大电路的静态、动态工作情况。

②缺点：不能分析工作频率较高时的电路工作状态，也不能用来分析放大电路的输入电阻、输出电阻等动态性能指标。

2、小信号模型分析法

（1）BJT的H参数及小信号模型：

①H参数的引出：

②关于H参数的几点注意事项：

[1]H参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。

[2]H参数与工作点有关，在放大区基本不变。

[3]H参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。

③BJT的H参数模型：

④H参数的确定：

[1]一般用测试仪测出。

[2]与Q点有关，可用图示仪测出；一般也用公式估算，，其中对于低频小功率管有，而。

（2）用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路的基本步骤：

①画出交流通路：

②由交流通路画出小信号模型：

③利用直流通路求Q点。

④按式估算。

⑤求电压增益：

[1]电压增益为

[2]源电压增益为

⑥计算输入电阻：

⑦计算输出电阻：

（3）小信号模型分析法的适用范围：放大电路的输入信号幅度较小，BJT工作在其V-T特性曲线的线性范围（即放大区）内。H参数的值是在静态工作点上求得的。所以，放大电路的动态性能与静态工作点参数值的大小及稳定性密切相关。

（4）小信号模型分析法的优缺点：

①优点：分析放大电路的动态性能指标非常方便，且适用于频率较高时的分析。

②缺点：在BJT与放大电路的小信号等效电路中，电压、电流等电量及BJT的H参数均是针对变化量（交流量）而言的，不能用来分析计算静态工作点。

（5）含基极分压式偏置电路的共射放大电路分析：

①对前面介绍的含基极分压式偏置电路的共射放大电路分析：

[1]静态工作点Q的计算在上面有叙述，这里不再赘述。

[2]画出小信号等效电路并求出。

[3]电压增益：

[4]输入电阻：

[5]输出电阻：

②由于的存在，使得射极偏置电路的电压增益降低了，为了解决这个问题，可以在的两端并联一个电容，这样，在交流通路中被短路，自然就不会参加电压增益的计算。

五、共集电极和共基极放大电路

1、共集电极放大电路（射极输出器）

（1）静态分析：

（2）动态分析：

①画出小信号等效电路：

②计算电压增益：

③计算输入电阻（共集电极放大电路的输入电阻大）：

④计算输出电阻（共集电极放大电路的输出电阻小）：

2、共基极放大电路

（1）静态分析：与与射极偏置电路相同。

（2）动态分析：

①画出小信号等效电路：

②计算电压增益：

③计算输入电阻（共基极放大电路的输入电阻小）：

④计算输出电阻（共基极放大电路的输出电阻大）：

3、放大电路三种组态的比较

（1）三种组态的判别：以输入、输出信号的位置为判断依据。

①信号由基极输入、集电极输出——共射极放大电路。

②信号由基极输入、发射极输出——共集电极放大电路。

③信号由发射极输入、集电极输出——共基极电路。

（2）放大电路三种组态的主要性能：

（3）三种组态的特点及用途：

①共射极放大电路：电压增益大于1，输入电阻在三种组态中居中，输出电阻与集电极电阻有很大关系。适用于低频情况下，作多级放大电路的中间级。

②共集电极放大电路：没有电压放大，有电压跟随作用。在三种组态中，输入电阻最高，输出电阻最小。可用于输入级、输出级或缓冲级。

③共基极放大电路：有电压放大作用，输入电阻小，输出电阻与集电极电阻有关。高频特性较好，常用于高频或宽频带低输入阻抗的场合。

六、组合放大电路

1、级联放大电路动态性能指标的计算

（1）电压增益：

①在计算各级的电压增益时，将其后级的输入电阻作为它的负载电阻（末级为负载电阻），不必考虑前级输出电阻对该级的影响。

②在计算各级电压源增益（首级为电压增益）时，将其前级的输出电阻作为它的信号源内阻，不必考虑后级输入电阻的负载作用（与后级断开）。

③多级放大电路总的电压增益等于各级增益的连乘积。

（2）输入电阻：

①多级放大电路的输入电阻就是第一级的输入电阻。

②当第一级为射级输出电路时，计算总的输入电阻，应将第二级的输入电阻作为第一级的负载电阻。

（3）输出电阻：

①多级放大电路的输出电阻就是末级放大电路的输出电阻。

②当末级为射级输出电路时，计算其输出电阻，应将前级的输出电阻作为末级的信号源内阻。

2、共射-共基放大电路

3、共集-共集放大电路

（1）上图中T1、T2构成复合管，复合管又称达林顿管。在合适的外加电压下，每只管子的电流都有合适的通路，才能组成复合管。复合管有两种连接方式：

①同型复合（同类型的BJT复合）：

②异型复合（不同类型的BJT复合，复合后管型为第一管管型）：

（2）复合管的等效为，等效为。

（3）将共集-共集放大电路的两个BJT看作一个复合管，于是可得下图所示的电路图，由此计算电压增益等性能指标将变得非常容易。