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,并能計算放大器的某些性能指標,現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及輸入電壓Ui=15sinωt(毫伏)要求用圖解法確定電路的靜態工作點參數Ibq、Icq、Iceq,并計算電壓和電流的放大倍數Ku、Kio。
圖解法步驟 1、確定基極度回路的靜態工作點,從輸入特性曲線中選取直線段的中點Q(此點的Ubeq=0.7伏,Ibq=40微安)為基極回路的靜態工作點,通過選取合適的Eb或Rb(一般通過調整Rb)來滿足工作點的要求, 2、作直流負載線從上圖可得負載線方程為Uce=Ec-IcRc,它的軌跡為一根直線,若令Ic=0,得Uce=Ec=20伏,在橫軸上標出N點;又令Uce=0,得Ic=Ec/Rc=20伏/6千歐=3.3毫安,在縱軸上標出M點,連結M、N就是直流負載線。它與Ib=40微安的輸出特性曲線相交于Q,由Q點找出Icq=1.8毫安,Uceq=9伏,Q點就是集電極回路的靜態工作點,今后為簡便起見,靜態的電流、電壓不再加下標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Ut的波形,作出ib、ic及Uce的波形 從圖解法法得以下幾點 (1)從波形正弦性可以判斷靜態工作點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行的若考慮負載電阻RL的作用,交流負載應為RL=RC//RL。由于交流負載線與直流負載線均相交于Q,故通過Q點作出傾斜角a'=(arctg)1/RL的直線M'N',稱為交流負載線。 |
四、微變等效電路法與h參數 |
1、簡化的h參數等效電路 “微變”是指晶體管的Ib、Ube、Ic、Uce在靜態工作點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絡,就可以用四個h參數模擬晶體管的物理結構,從而得出晶體管的h參數等效電路如圖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 幾個參數有各自的物理意義:hie是輸出端短路時的輸入電阻,也就是輸入特性曲線斜率的倒數;hfe是輸出端短路的電流放大系數,即β(共發射極)或a(共基極);hre是輸入端開路的內反饋系數,它表示輸出電壓對輸入電壓影響的程度;hoe是輸入端開路時的輸出電導,即為輸出特性曲線的斜率 由于晶體管工作在低頻時,hre和hoe兩個參數小到可以忽略不計,通常用hie和hre兩個參數模擬低頻晶體管電路即可,這叫做簡化后的h參數等效電路,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由下式計算: rbe=rb+(β+1)26(毫伏)/Ie(毫安) 式中:Rb為基區電阻,約為幾百歐姆,Ie為靜態發射極電流 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、輸入電阻、輸出電阻以及分析放大器的頻率特性。
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