23三极管电路的分析方法.doc

2.3 三极管电路的基本分析方法 教学要求 ?????????????????????????????? ? ???????????????????????????? 掌握三极管电路的交流电路画法及分析方法； ?????????????????????????????? 熟悉三极管小信号等效电路的分析方法。 ?? 一、概述 ???三极管为非线型器件，对含有这些器件的电路进行分析时，可采用适当的近似方法，按线性 电路来处 理。利用叠加定理可对电路中的交、直流成分分别进行分析。 ??? 直流分析（静态分析）： 只研究在直流电源作用下，电路中各直流量的大小称为直流分析(或称为静态 分析)，由此而确定的各极直流电压和电流称为直流工作点(或称静态工作点)参量。 ??? 交流分析（动态分析）： 当外电路接入交流信号后，为了确定叠加在静态工作点上的各交流量而进行 的分析，称为交流分析(或称为动态分析)。 ??? 分析方法： ??? 图解法Q”，分析动态波形及失真等。 ??? 微变等效电路法Q”。再用等效电路法分析计算小信号交流通路的电 路动态参数。 ??? 电量参数的表示：BB，B表示主要符号，大写表示该电量是与时间无关的量(直流、平均值、有效值)， 小写表示该电量是随时间而变化的量(瞬时值)。B为下标符号，大写表示直流量或总电量(总最大值，总瞬 时值)；小写表示交流分量。 ?? 二、直流分析 ??? 1.图解分析法：在三极管的特性曲线上用作图的方法求得电路中各直流电流、电压量大小的方法，称 为图解分析法。 ??? 晶体三极管电路如下图(a)所示，三极管的输入、输出特性曲线分别示于下图(b)、(c)中。 ??? 2.工程近似分析法 ?? 三、交流分析 ???? 1.动态图解分析 ??? 三极管电路动态工作时的电流、电压、可利用三极管特性曲线，通过作图来求得。现通过例题来说明 动态图解分析过程。 ??? 例.三极管电路如下图(a)所示，交流电压ui通过电容C加到三极管的基极，设C对交流〖ＪＰ２〗信号 的容抗为零；三极管采用硅管，其输入、输出特性曲线如下图b)所示。已知ui=10sinωt(mV)，试用图解法 求该电路各交流电压和电流值。 ??? 解： (1)输入回路图解先令ui=0，由图(a)可得IBQ=（VBB-UBE(on)）/RB＝（6V-0.7V）/176kΩ=0.03mA=30μA由此可在图(b)的输入特性曲线上确定基极回路的静态工作点Q。若输入交流信号ui，它在基极回路与直流电压UBEQ相叠加，使得三极管B、E极之间的电压uBE在原有直流电压UBEQ的基础上，按ui的变化规律而变化，即uBE=UBEQ+ui=UBEQ+Uimsinωt，其波形如图(b)中①所示。根据uBE的变化 ??? (2)输出回路的图解根据VCC及RC值可在上图(b)所示输出特性曲线中作出直流负载线NM，它与iB=ＴＢIBQ=30μA的输出特性曲线相交于Q点，Q点便是集电极回路的直流工作点。由图可知，其对应的ICQ=3mA、UCEQ=3V。随着基极电流的变化，负载线MN与输出特性曲线簇的交点也随之变化。按基极电流iB在不同时间的数值，找出相应的输出特性曲线及其与负载线MN的交点，便可画出集电极电流iC和C、E极间电压uCE的波形，如上图(b)中③、④所示，由图可知，输出电流iC和输出电压uCE都在原来静态直流的基础上叠加了一交流量。由于输出特性曲线间距近似相等，故ic与ib成正比，因此，有iC=ICQ+ic=ICQ+Icmsinωt，uCE=UCEQ+uce=UCEQ+Ucemsin(ωt-180°)，式中，uce=-icRC，Ucem=IcmRC。 ??? 由上图(b)可读出iC的瞬时值在2～4mA之间变动，ic的幅度Icm=1mA；而uCE的瞬时值在2～4V之间变动，uce的幅度Ucem=1V。可见，Ucem＞Uim，电路实现了交流电压放大作用。此外，可看出uce波形与ui波形的相位相差180°(即反相关系)。 典型例题举例 （点击查看） ???? 2.小信号等效电路分析法（微变等效） ??? 输入信号过小时，用图解法进行交流分析误差较大，通常采用微变等效电路来分析。 ??? （1）晶体三极管电路小信号等效电路分析方法 ???? 晶体三极管H（Hybrid）参数小信号电路模型 ????等效依据：交流信号很小时，三极管的动态参数呈线性变化，此时，三极管各极交流电 压、电流的关 系近似为线性关系。 ??????? rbe（hie）——三极管输出端交流短路时的输入电阻。其值与三极管的静态工作点Q有关。 ??????? rbb′——三极管基区