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放大电路图解法的动态分析
接线图
2023年07月21日 23:06 225
admin
放大电路输入端加上交流信号ui后的工作状态，称为动态。放大电路加上ui后，ui和直流电源UCC共同作用，因此电路中既有直流量（由UCC产生）又有交流量（由ui产生）。各电压、电流都是在静态工作点IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ基础上叠加一个随着ui变化的交流分量而组成。
放大电路输入端加上交流信号后，如图1所示电路中，iB和iC分别是基极和集电极电流总量，都是在静态值IBQ、ICQ基础上叠加交流ib、ic得到的；发射结压降uBE、管压降uCE也是在静态值UBEQ、UCEQ基础上叠加交流量ube、uce得到的。
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| 图1 基本共射极放大电路 |
1、输入特性曲线上由输入电压ui求基极电流iB
如图1所示的电路输入幅度为Uim的正弦信号ui后，由于电容的耦合作用，使晶体管基-射极的电压uBE在原静态值UBEQ的基础上发生变化，如图2所示，此时uBE为
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(2-1-4) |
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| (a)输入回路求iB | (b)输出回路求iC和iCE |
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图2 图解法分析放大电路的动态工作情况 | |
由于晶体管基-射极的电压uBE具有控制基极电流iB的作用，基极电流iB也将随uBE变化。由于输入特性是非线性的，因此只有在动态范围较小且静态值UBEQ适当时，才可认为iB随ui按正弦规律变化，即
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(1) |
2、由输出特性和输出端负载求iC和uCE
由图1可见，动态时，管压降uCE与集电极电流的合成量iC之间的关系仍然是线性的，即
| uCE=UCC-iCRC | (2) |
当负载开路时，输出端的负载线就是直流负载线。基极总电流iB是在静态值IBQ的基础上叠加一个随ui按正弦规律变化的交流量ib，则集电极总电流ic为
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(3) |
同理可得，总的管压降uCE
| uCE=UCC-iCRC=UCC-(ICQ+ic)RC=(UCC-ICQRC)-icRC=UCEQ+uce | (4) |
其中
，由于电容C2的隔直作用，输出电压uo=uce的波形如图2(b)所示。
当放大电路的输出端接负载RL后，输出特性上的负载将发生变化，这是如图3(a)所示，输出端的等效负载电阻为
。由
决定的负载线称为交流负载线。接上RL后的交流负载线如图3(b)所示。
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| (a)交流通道 | (b)交流负载线 |
| 图3 接上负载后基本放大电路的交流通道和负载线 | |
交流负载线的画法：由直流负载线确定Q点的，过Q点做一条斜率为
的直线即为交流负载线。注意交流负载线与直流负载线在阻容耦合时是不同的，但在直接耦合电路中是一致的。
综上所述，可总结以下几点：
（1）无输入信号时，晶体管的电流、电压都是直流量，当放大电路输入电压信号后ib、uBE、uCE都在原来静态值的基础上叠加了一个交流量。虽然ib、uBE、uCE的瞬时值是变化的，但它们的方向始终是不变的。
（2）输出电压uo为与ui同频率的正弦波，且输出电压uo幅度比输入电压ui幅度大得多。
（3）电流iB、iC与输入电压ui同相，而输出电压uo与输入电压ui反相，即共射极放大电路具有反相作用。
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