所謂圖解法,就是利用晶體管輸入和輸出的特性曲線,通過作圖來分析放大器性能的方法,圖解法能直觀和全面地表明三極管放大的工作過程,并能計(jì)算放大器的某些性能指標(biāo),現(xiàn)舉例子來說明圖解法的圖解過程, 例:已知下圖電路中的參數(shù)及輸入電壓Ui=15sinωt(毫伏)要求用圖解法確定電路的靜態(tài)工作點(diǎn)參數(shù)Ibq、Icq、Iceq,并計(jì)算電壓和電流的放大倍數(shù)Ku、Kio。
圖解法步驟 1、確定基極度回路的靜態(tài)工作點(diǎn),從輸入特性曲線中選取直線段的中點(diǎn)Q(此點(diǎn)的Ubeq=0.7伏,Ibq=40微安)為基極回路的靜態(tài)工作點(diǎn),通過選取合適的Eb或Rb(一般通過調(diào)整Rb)來滿足工作點(diǎn)的要求, 2、作直流負(fù)載線從上圖可得負(fù)載線方程為Uce=Ec-IcRc,它的軌跡為一根直線,若令I(lǐng)c=0,得Uce=Ec=20伏,在橫軸上標(biāo)出N點(diǎn);又令Uce=0,得Ic=Ec/Rc=20伏/6千歐=3.3毫安,在縱軸上標(biāo)出M點(diǎn),連結(jié)M、N就是直流負(fù)載線。它與Ib=40微安的輸出特性曲線相交于Q,由Q點(diǎn)找出Icq=1.8毫安,Uceq=9伏,Q點(diǎn)就是集電極回路的靜態(tài)工作點(diǎn),今后為簡便起見,靜態(tài)的電流、電壓不再加下標(biāo)Q表示,Ic、Ie即Icq、Ieqo 3、作波形,在輸入特性上作出波形Ut=15sinωt(毫伏),并根據(jù)Ut的波形,作出ib、ic及Uce的波形 從圖解法法得以下幾點(diǎn) (1)從波形正弦性可以判斷靜態(tài)工作點(diǎn)Q的選取是否合適。 (2)從圖解得知輸入電壓Ui與集電極輸出電壓Uo反相,基極電流ib、集電極度電流Ic與輸入電壓Ui同相。 (3)上述圖解法是在空載情況下進(jìn)行的若考慮負(fù)載電阻RL的作用,交流負(fù)載應(yīng)為RL=RC//RL。由于交流負(fù)載線與直流負(fù)載線均相交于Q,故通過Q點(diǎn)作出傾斜角a'=(arctg)1/RL的直線M'N',稱為交流負(fù)載線。 |
四、微變等效電路法與h參數(shù) |
1、簡化的h參數(shù)等效電路 “微變”是指晶體管的Ib、Ube、Ic、Uce在靜態(tài)工作點(diǎn)Q |
附近只作微量的變化。其中Ib、Ube為晶體管的輸入變量,面Ic、Uce為輸出變量。若把晶體管看作含受控源的二端口網(wǎng)絡(luò),就可以用四個(gè)h參數(shù)模擬晶體管的物理結(jié)構(gòu),從而得出晶體管的h參數(shù)等效電路如圖7-1-4所示h的定義如下: hie=△Ube/△Ib -------△Uce=0,--hfe=△Ic/△Ib -----△Uce=0 hre=△Ube/△Uce ------△Ib=0, --hoe=△Ic/△Uce ----△Ib=O 幾個(gè)參數(shù)有各自的物理意義:hie是輸出端短路時(shí)的輸入電阻,也就是輸入特性曲線斜率的倒數(shù);hfe是輸出端短路的電流放大系數(shù),即β(共發(fā)射極)或a(共基極);hre是輸入端開路的內(nèi)反饋系數(shù),它表示輸出電壓對輸入電壓影響的程度;hoe是輸入端開路時(shí)的輸出電導(dǎo),即為輸出特性曲線的斜率 由于晶體管工作在低頻時(shí),hre和hoe兩個(gè)參數(shù)小到可以忽略不計(jì),通常用hie和hre兩個(gè)參數(shù)模擬低頻晶體管電路即可,這叫做簡化后的h參數(shù)等效電路,如圖7-1-3所示,圖中的rbe、β即上述的hie、hfe.電流放大系數(shù)β(或hfe)可以從輸出特性曲線中求出或通過儀器測試出來,輸入電阻rbe由下式計(jì)算: rbe=rb+(β+1)26(毫伏)/Ie(毫安) 式中:Rb為基區(qū)電阻,約為幾百歐姆,Ie為靜態(tài)發(fā)射極電流 求晶體管放大器的微變等效電路的方法如下:(1)晶體管以圖7-1-3示出的等效模擬型代替;(2)所有直流電源、隔直電容,旁路電容都看作短路;(3)其它元件按原來相對位置畫出, 利用等效電路可以求取放大器的放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻以及分析放大器的頻率特性。
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