模电基础:放大电路的分析方法---图解法
目录
一、共射放大电路模型
二、Rb、Rc变化的时候,对Uo放大倍数的影响
三、Rc、Rb相关的总结与记忆
四、波形分析
五、失真分析
由于三极管的特性具有非线性,若仅依靠复杂的数学推导来分析其在电路中的静态工作点、动态变化以及各种参数对电路性能的影响,不仅过程繁琐,还难以直观地把握电路的工作规律,对于初学者而言更是不易理解。
此时,图解法应运而生。它巧妙地将三极管的输入、输出特性曲线与电路的直流、交流负载线相结合,把抽象的电学量关系转化为直观的图形交点与变化轨迹。通过图解法,我们能够快速且清晰地确定三极管的静态工作点,观察信号在放大过程中的波形变化,以及分析诸如基极电阻、集电极电阻等参数改变时,电路性能(如放大倍数、工作点稳定性等)的变化情况。可以说,图解法为我们搭建了一座从理论公式到实际电路工作状态的直观 “桥梁”,是深入理解三极管放大电路工作原理、助力新手入门电子技术的重要分析工具。
图解法最大的作用就是帮助我们定性分析,而非定量计算。
一、共射放大电路模型
这是基本电路模型,我们对此利用输入输出回路方程画曲线,可以得到斜率。
输出、输入回路方程与三极管特性曲线联立:
二、Rb、Rc变化的时候,对Uo放大倍数的影响
三、Rc、Rb相关的总结与记忆
可以用闸门和水泵来类比记忆:
因为输入回路是通过B把信号传导到输出回路的,所以把 Rb想象成 “输入闸门”:当Rb越大,对电流的阻碍也就越大,闸门开放就越小。所以相同信号源的时候,输出回路感受到的放大倍数就越小;当Rb越小,对电流的阻碍越小,闸门开的较大,同样的信号源情况下,输出回路感受到的放大倍数也越大。
由于输出回路的输出电压是通过Vcc-iC*Rc得到的,所以Rc标志着电流转换为电压的能力,Rc越小,其转换成的电压也越小,相同信号源情况下,Rc的电压降减小,总量不变,所以对输出电压的变化影响小,导致放大倍数减小;当Rc越大,对电流转换为电压的能力越强,放大倍数也越大。
Rb可以看做闸门的开口程度;Rc可以看做电流转换电压的能力
四、波形分析
在波形分析中,我们以前的图像都是讨论电路中的属性间的关系,但是并没有包含时间t和角速度w,所以想要同时分析他们就显得比较困难,需要用很多直线来表示微变信号源的波动。于是这里我们做出改进。
输入回路曲线的改进:
输出回路曲线的改进:
五、失真分析
当静态工作点Q设置的不合理时,就可能在输入回路或者输出回路,让三极管没有工作在放大区。比如随着微变交流信号源的接入,输入回路可能进入三极管未开启的状态,即截止区;或者输出回路进入了饱和区。
截止失真(顶部失真):输入回路工作在了截止区
饱和失真(底部失真):输出回路由于ic过大,工作在了饱和区