所谓图解法,就是利用晶体管输入和输出的特性曲线,通过作图来分析放大器性能的方法,图解法能直观和全面地表明三极管放大的工作过程,并能计算放大器的某些性能指标,现举例子来说明图解法的图解过程, 例:已知下图电路中的参数及输入电压Ui=15sinωt(毫伏)要求用图解法确定电路的静态工作点参数Ibq、Icq、Iceq,并计算电压和电流的放大倍数Ku、Kio。
图解法步骤 1、确定基极度回路的静态工作点,从输入特性曲线中选取直线段的中点Q(此点的Ubeq=0.7伏,Ibq=40微安)为基极回路的静态工作点,通过选取合适的Eb或Rb(一般通过调整Rb)来满足工作点的要求, 2、作直流负载线从上图可得负载线方程为Uce=Ec-IcRc,它的轨迹为一根直线,若令Ic=0,得Uce=Ec=20伏,在横轴上标出N点;又令Uce=0,得Ic=Ec/Rc=20伏/6千欧=3.3毫安,在纵轴上标出M点,连结M、N就是直流负载线。它与Ib=40微安的输出特性曲线相交于Q,由Q点找出Icq=1.8毫安,Uceq=9伏,Q点就是集电极回路的静态工作点,今后为简便起见,静态的电流、电压不再加下标Q表示,Ic、Ie即Icq、Ieqo 3、作波形,在输入特性上作出波形Ut=15sinωt(毫伏),并根据Ut的波形,作出ib、ic及Uce的波形 从图解法法得以下几点 (1)从波形正弦性可以判断静态工作点Q的选取是否合适。 (2)从图解得知输入电压Ui与集电极输出电压Uo反相,基极电流ib、集电极度电流Ic与输入电压Ui同相。 (3)上述图解法是在空载情况下进行的若考虑负载电阻RL的作用,交流负载应为RL=RC//RL。由于交流负载线与直流负载线均相交于Q,故通过Q点作出倾斜角a'=(arctg)1/RL的直线M'N',称为交流负载线。 |
四、微变等效电路法与h参数 |
1、简化的h参数等效电路 “微变”是指晶体管的Ib、Ube、Ic、Uce在静态工作点Q |
附近只作微量的变化。其中Ib、Ube为晶体管的输入变量,面Ic、Uce为输出变量。若把晶体管看作含受控源的二端口网络,就可以用四个h参数模拟晶体管的物理结构,从而得出晶体管的h参数等效电路如图7-1-4所示h的定义如下: hie=△Ube/△Ib -------△Uce=0,--hfe=△Ic/△Ib -----△Uce=0 hre=△Ube/△Uce ------△Ib=0, --hoe=△Ic/△Uce ----△Ib=O 几个参数有各自的物理意义:hie是输出端短路时的输入电阻,也就是输入特性曲线斜率的倒数;hfe是输出端短路的电流放大系数,即β(共发射极)或a(共基极);hre是输入端开路的内反馈系数,它表示输出电压对输入电压影响的程度;hoe是输入端开路时的输出电导,即为输出特性曲线的斜率 由于晶体管工作在低频时,hre和hoe两个参数小到可以忽略不计,通常用hie和hre两个参数模拟低频晶体管电路即可,这叫做简化后的h参数等效电路,如图7-1-3所示,图中的rbe、β即上述的hie、hfe.电流放大系数β(或hfe)可以从输出特性曲线中求出或通过仪器测试出来,输入电阻rbe由下式计算: rbe=rb+(β+1)26(毫伏)/Ie(毫安) 式中:Rb为基区电阻,约为几百欧姆,Ie为静态发射极电流 求晶体管放大器的微变等效电路的方法如下:(1)晶体管以图7-1-3示出的等效模拟型代替;(2)所有直流电源、隔直电容,旁路电容都看作短路;(3)其它元件按原来相对位置画出, 利用等效电路可以求取放大器的放大倍数、输入电阻、输出电阻以及分析放大器的频率特性。
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