為了對放大電路的工作有一個(gè)較全面的認(rèn)識.不僅應(yīng)對三極管的工作原理和輸入、輸出特性要有所了解.還應(yīng)該學(xué)會用圖解法分析放大電路的工作點(diǎn)。
圖解法就是用作圖的方法.在三極管的特性曲線上確定放大電路的工作點(diǎn)。這里的工作點(diǎn)是指放大電路中的電流和電壓值在管子的特性曲線上所對應(yīng)的點(diǎn)。三極管放大電路的分析方法除圖解法外.還有等效電路分析法Q 由于圖解分析法比較直觀，可以給人以清楚的物理概念.所以它是分析電子電路的一種重要方法.也是常用的方法。
圖15-9 是一個(gè)單管交流電壓放大電路，現(xiàn)以它為例介紹圖解法的步驟。
1.無信號輸入時(shí)，放大電路的工作情況
( 1)確定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。
根據(jù)放大電路的輸入直流回路和歐姆定律，下式成立:
故圖15-9 所示電路的基極電流IB =40μA 。
由于靜態(tài)時(shí)的Ie 和VeE 的值在其輸出特性曲線上表現(xiàn)為一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，又由于此時(shí)IB =40μA ，所以放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)必定在IB =40μA 的那條輸出特性曲線上。為進(jìn)一步確定輸出回路的靜態(tài)工作點(diǎn).還應(yīng)繪出直流負(fù)載線。
(2) 建立直流負(fù)載線
根據(jù)放大電路的輸出直流回路和歐姆定律，下式成立，即
根據(jù)上式，就可以在三極管的輸出特性曲線上作圖，繪出直流負(fù)載線，從而確定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。
設(shè)UCE= 0 ，則
相應(yīng)地在圖15-10 所示的輸出特性曲線的縱軸上找到A 點(diǎn)C 當(dāng)IC = 0 時(shí)，可得出UCE = EC= 12V ，相應(yīng)地在輸出特性曲線的橫軸上找到B 點(diǎn)。將A 、B 兩點(diǎn)連接成直線，與IB =40μA的那條特性曲線相交于點(diǎn)Q ，該點(diǎn)就是放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。
由Q 點(diǎn)作水平線與縱軸的交點(diǎn)，即為放大電路的靜態(tài)工作電流ICQ， 從圖中可以看出，lCQ =1.8mA. 從Q 點(diǎn)作垂線與橫軸的交點(diǎn)，即為靜態(tài)工作電壓UCEQ。從圖中可以看出，UCEQ =8.4 V 。直線AB叫做直流負(fù)載線.它表示當(dāng)EC和RC確定后，工作點(diǎn)的變化規(guī)律只能沿此條線滑動。
2. 放大電路動態(tài)工作情況
放大電路的動態(tài)工作情況是指放大電路有信號輸入時(shí)的工作狀況。在輸入信號的控制下，放大電路中的基極電壓、基極電流、集電極電壓和集電極電流都要作相應(yīng)的變化。下面用圖解法來分析它們各自的變化范圍。
(1)基極電壓和基極電流的變化范圍
假設(shè)輸入信號V in = 10sinωt (mV) 。借助3DG4管子的輸入特性曲線[見圖15-10(a)]，根據(jù)IB =40μA 可以查出，對應(yīng)的靜態(tài)電壓UBE =0. 7V 。由于輸入的信號電壓按正弦規(guī)律變化，而且最大值為10mV ，所以，當(dāng)它的極性與C1上的電壓極性一致時(shí)，UBE 的最大值為0.71V;當(dāng)它的極性C1上的電壓極性相反時(shí)，UBE 的最小值為0.69V?；鶚O的電壓變化范圍為0.69 ~ 0.71V 。
同樣還可查得，當(dāng)UBE = 0.71 V 時(shí)，對應(yīng)的lB = 60μA ，即輸入特性曲線的Qi'點(diǎn)。當(dāng)UBE = 0.69V 時(shí)，對應(yīng)的lB = 20μA ，即輸入特性曲線上的Qi"點(diǎn)。可見IB 的變化范圍為20~60μA。
(2) 集電極電流和集電極電壓的變化范圍
己知基極電流的變化范圍為20 - 60μA ，那么就可以借助輸出特性曲線確定，當(dāng)基極電流變化時(shí)，靜態(tài)、工作點(diǎn)Q 將沿直流負(fù)載線AS 上移到Q' 和下移到Q" ，即動態(tài)變化在Q' - Q"之間。由于Q' 和Q"點(diǎn)對應(yīng)的集電極電流分別為0.9mA 和2.7mA ，可見集電極的電流變化范圍應(yīng)為0.9-2.7mA。Q' 和Q"點(diǎn)對應(yīng)的集電極電壓分別為6.6V和10.2V，即集電極的電壓的變化范圍為6.6?~ 10.2V 。這樣集電極電流和電壓的變化量分別為1 .8mA 和3.6V。根據(jù)輸入信號Uin的變化規(guī)律，可相應(yīng)描繪出輸出電壓與輸出電流的波形，如圖15-10 所示。
式中的負(fù)號說明輸出電壓和輸入電壓的相位差為180°。在放大電路中，如果只要求放大倍數(shù)，則可不考慮相位關(guān)系。
(3) 功率放大倍數(shù)
①輸入電流與輸出電流是同相位的，而輸出電壓與輸入電壓是反相位的。
②放大電路具有電流、電壓及功率放大作用。
③工作點(diǎn)Q 選在放大區(qū)內(nèi)AB負(fù)載線的中點(diǎn)，才會保證放大電路沒有失真，輸出波形才可以完整地反映輸入信號的變化.而且動態(tài)變化范圍也最大。在EC及RC已確定的條件下，通過調(diào)整RB的大小.就可以改變IB的大小，從而可使放大電路有合適的工作點(diǎn)Q 。