一.基本知識點
補充:圖解法分析動態範圍和失真類型
1.動態範圍
其中,爲了使得晶體管不進入飽和區和截止區,ICQ和VCEQ應該滿足條件:
所以,可通過圖中的交流負載線讀出,輸出電壓最大不失真幅度爲VOM;集電極電流的最大幅值icm;
基極正弦電流最大幅值=IBQ;集電極正弦電流最大幅值=ICQ
2.失真類型
飽和失真:i頂部失真,v底部失真;
截止失真:i底部失真,v頂部失真。
2.3.4 等效電路分析法
1.混合π模型(考慮結電容後的晶體管模型)
混合π模型是在某Q點下的交流小信號模型(微變等效模型),只能用於晶體管在放大狀態下的交流小信號分析!
(1)簡化的混合π模型
①簡化的高頻混合π模型(rb’c較大,忽略,結電容對於高頻信號不能忽略)。
②簡化的中低頻混合π模型(集電結反偏,rb’c較大,忽略,結電容對於中低頻信號容抗很大,開路)
③中低頻混合π模型參數
·rbb’由手冊給出;
·;
·跨導gm表徵了vb’e對集電極電流的控制作用
·rce是輸出電阻,描述了基區寬度調製效應的影響,數值在幾十到幾百千歐,多數情況可以忽略。
④中低頻H參數模型
·使用輸入量ib作爲控制變量
2.模型的應用
★分析高頻電路時(交流信號的頻率f > fT/3時),必須考慮極間電容Cb’e和Cb’c的影響,晶體管使用高頻混合π模型( Cb’e和Cb’c電容值將在後續章節給出);
★分析中頻電路時(交流信號的頻率f < fT/3時) ,極間電容Cb’e和Cb’c的影響可以忽略,也可忽略電路中的耦合電容、旁路電容的影響,晶體管可使用中低頻混合π模型(或H參數模型)
3.用混合π模型(H參數模型)計算放大電路的動態性能指標
用混合π模型分析放大電路的步驟如下:
(1)確定放大電路的靜態工作點Q;
(2)求出Q點處的混合π模型參數rb’e和gm(或H參數的rbe);
(3)畫出放大電路的交流通路,將電路中的晶體管T用低頻混合π模型(或H參數模型)代替,即得到小信號交流等效電路(微變等效電路);
(4)求解放大電路的交流性能指標:Av,Ai,Ri,Ro等。
4.等效電路法與圖解法的比較
①圖解法比較直觀,圖解法一般多適用於分析輸入幅值比較大而工作頻率不太高時的情況。實際應用中,多用於分析Q點位置、最大不失真輸出電壓和失真情況。
②等效電路法比較方便,適合於小信號電路的分析,也適合於複雜放大電路的分析,但不夠形象直觀。
2.4 靜態工作點的穩定
2.4.1靜態工作點穩定的必要性
爲了保證放大電路的穩定工作,必須有合適的、穩定的靜態工作點。
對於固定偏置電路的靜態工作點,除與電源電壓偏置電阻有關外,還與VBE、β和ICEO有關,這三個參數隨溫度而變化。
2.4.2分壓式負反饋偏置電路
1.電路組成及Q點穩定原理:
(1)電路組成:
(2)Q點穩定原理:
溫度升高,IC和IE增加,使得RE上的電壓增加,VBE下降,導致IB下降,從而IC下降。(IB∝VBE)
2.靜態工作點計算
(1)靜態工作點的近似估算
(2)靜態工作點的精確計算
將輸入等效爲電壓源VBB和等效電阻RB,進行電路分析
3.交流指標Av、Avs、Ri、Ro的計算
先畫出交流通路圖,進而畫出微變等效電路。(先考慮未接CE,將晶體管用混合π模型或H參數模型代替,得到微變等效電路,並忽略晶體管的rce)
4.總結
發射極電阻RE的存在會使電路產生直流和交流負反饋:
·對於直流,能夠穩定電路的靜態工作點。
·對於交流,會改變電路的參數,能夠穩定增益、展寬通頻帶等(原理將會在後續章節詳細介紹)
當電阻RE的交流負反饋作用較大時(且不加旁路電容)
後置:模電學習筆記_雙極型晶體管及其放大電路(4)