放大電路基本分析及仿真方法-BJT小信號(hào)放大

模擬電路基礎(chǔ)UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina第二章基本放大電路§2.1放大的概念與放大電路的性能指標(biāo)§2.2基本共射放大電路的工作原理§2.3放大電路的分析方法§2.4靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定§2.5晶體管放大電路的三種接法§2.6場(chǎng)效應(yīng)管基本放大電路§2.7放大電路的頻率響應(yīng)實(shí)例電路定量估算由于放大電路中BJT是一個(gè)非線性器件，電路的分析不能運(yùn)用在電路分析中已掌握的公式和定律。如能在一定條件下，建立BJT的線性化模型，將BJT非線性器件線性化，那么，對(duì)放大電路的分析就迎刃而解了。從實(shí)際的BJT特性曲線可見(jiàn)，在小范圍內(nèi)可將其非線性作線性化處理，此時(shí)，BJT的電流、電壓有線性關(guān)系存在。這樣，在小信號(hào)范圍可建立BJT的線性模型了。下面介紹常用的線性等效模型，可以簡(jiǎn)化對(duì)放大電路的分析，應(yīng)注意各種模型的使用范圍和條件。電路模型概念參考文獻(xiàn)：PETERH.AAEN,JAIMEA.PLA,JOHNWOOD,ModelingandcharacterizationofRFandmicrowavepowerFETS,CambridgeUniversityPress,2007.晶體管模型案例參考文獻(xiàn)：PETERH.AAEN,JAIMEA.PLA,JOHNWOOD,ModelingandcharacterizationofRFandmicrowavepowerFETS,CambridgeUniversityPress,2007.BJT用于估算的低頻小信號(hào)等效模型查閱手冊(cè)利用PN結(jié)的電流方程可求得由IEQ算出在輸入特性曲線上，Q點(diǎn)越高，rbe越??！BCE4）根據(jù)放大電路的微變等效電路計(jì)算放大電路的交流指標(biāo)Au、Ri、Ro。3.小信號(hào)等效電路模型估算分析法的一般步驟1）根據(jù)直流通路估算靜態(tài)工作點(diǎn)，并確定rbe；2）畫(huà)出放大電路的交流通路；3）根據(jù)交流通路用BJT的交流等效模型代替電路中的BJT，畫(huà)出放大電路微變等效電路。

ecb+-ube+-uceecb阻容耦合共射放大電路的動(dòng)態(tài)分析交流等效電路rbeRCRbRLecbRbRCRL+-us+-uo+-uiRsecbrbe+-Rs+-+-1）輸入電阻

動(dòng)態(tài)指標(biāo)計(jì)算rbeRCRbRLecb+-Rs+-+-Ri或者2）電壓放大倍數(shù)rbeRCRbRLecb+-Rs+-+-源電壓放大倍數(shù)rbeRCRbRLecb+-Rs+-+-Ri問(wèn)題討論（1）前級(jí)電路阻抗對(duì)電壓增益的影響？（2）后級(jí)電路阻抗對(duì)電壓增益的影響？3）輸出電阻rbeRCRbRLecb+-Rs+-+-因+-Ro00輸出電阻中不應(yīng)含有RL!2.空載和帶載兩種情況下Uom分別為多少？討論一已知ICQ＝2mA，UCES＝0.7V。1.在空載情況下，當(dāng)輸入信號(hào)增大時(shí)，電路首先出現(xiàn)飽和失真還是截止失真？若帶負(fù)載的情況下呢？3.在圖示電路中，有無(wú)可能在空載時(shí)輸出電壓失真，而帶上負(fù)載后這種失真消除？4.增強(qiáng)電壓放大能力的方法？四.Multisim仿真方法1.靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)量2.輸入輸出波形測(cè)量以及放大倍數(shù)測(cè)量3.輸入電阻測(cè)量整個(gè)放大電路可以看作為信號(hào)源的負(fù)載電阻，與輸入端的取樣電阻串聯(lián)，利用分壓公式可以求Ri4.輸出電阻測(cè)量整個(gè)放大電路看作有內(nèi)阻的電壓源，這個(gè)內(nèi)阻就是放大器的輸出電阻。先測(cè)量負(fù)載開(kāi)路時(shí)的電壓源的開(kāi)路電壓，再將負(fù)載接入，測(cè)得負(fù)載的電壓，利用分壓公式可求。開(kāi)路電壓帶載電壓討論：如何穩(wěn)定放大器的放大倍數(shù)（增益）？討論：BJT晶體管還可以構(gòu)成什么形式的放大器，有什么樣的特點(diǎn)？應(yīng)用小提示：緩沖放大器的特點(diǎn)及應(yīng)用？

（射極跟隨器）三種基本放大電路的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)分析CE電路：有一定的電壓、電流放大倍數(shù);

vo與vi反相;

Ri阻值適中;

RO阻值較高,多用于多級(jí)放大器的中間級(jí)。CB電路：有電壓放大,但無(wú)電流放大作用;

vo與vi同相;Ri阻值很小;RO阻值較高,多用于高頻放大電路。CC電路：有電流放大,但無(wú)電壓放大作用;vo與vi同相;Ri阻值很大;RO阻值很小,適于作電路的輸入或輸出級(jí)電路。討論：晶體管增大放大倍數(shù)

（達(dá)林頓管darlingtontransistor）？設(shè)計(jì)與仿真設(shè)計(jì)描述：地震波測(cè)量輸入的信號(hào)Vin的最大電壓在50mV~60mV之間，而負(fù)載RL要求信號(hào)的最大電壓至少為1V。設(shè)計(jì)與仿真（典型方案之一）共E極放大器成了電壓放大器的輸入信號(hào)Vin的最小幅度為50mV，如果要將它放大到1V，電壓增益為：設(shè)計(jì)與仿真已知負(fù)載RL=47kΩ，假設(shè)RC=10kΩ，有：由此可知：

可令：

VCQ=VCC/2=12V/2=6V于是有：可得：設(shè)計(jì)與仿真得：讓C極電阻RC的阻值等于E極電阻（RE1+RE2）阻值的10倍，所以：于是有：經(jīng)過(guò)計(jì)算知

，在共E極放大器的直流等效電路中，有：設(shè)計(jì)與仿真對(duì)于分壓器偏置電路中的電阻R1、R2，可先假