TL2842P估算靜態電流JQ,并用圖解法確定rcQ、ycEQ。寫出加上輸入信號后,電壓vE的表達式及輸出交流負載線方程。

大電路中,習慣上常不畫電源符號,因為ycc的一端總要與電路中的共同端連接.

解:該電路與圖4.3.1所示電路在組成上的主要區別是:

圖4.3.1所示電路只是一個原理電路,并不實用。因為電路中的正弦信號源沒有接地(共同端),實際應用時可能會因干擾而不穩定。而圖4.3.7中正弦信號源有一端接共同端。

圖4.3.7中將基極直流電源與集電極直流電源ycc①合并,通過Rb提供基極偏流及偏壓。

圖4.3.7的輸入與輸出回路中各接了一個大電容,稱為耦合電容,起連接作用,Cbl連接信號源與放大龜路,Cb2連接放大電路與負載,故該電路稱為阻容耦合共射極放大電路。阻容耦合方式常用在分立元件電路中,在集成電路內部則常采用直接耦合方式。

直流與交流通路:由于電容有隔離直流的作用,即對直流相當于開路,因此,信號源vs及負載電阻RL對電路的直流工作狀態(即0點)不產生影響。由此可畫出圖4.3,7所示放大電路的直流通路,如圖4.3.8a所示。對一定頻率范圍內的交流信號而言,Chl、Cb2呈現的容抗很小,可近似認為短路。另外,電源‰c的內阻很小,對交流信號也可視為短路。因此可畫出圖4.3.7所示電路的交流通路,如圖4.3.8b所示。

估算法求rQ,圖解法求rcQ及vEQ由圖4.3.8a所示直流通路的輸人回路求得JQ=40uAc由輸出回路寫出直流載線方程1cE=ycc-ic=12-4jc,并在BJT的輸出特性曲線圖上作出另一端對共同端的電壓數值和極性即可。

雙極結型三極管及放大電路基礎,圖4.3.8 圖4.3.7所示電路的直流通路和交流通路(a)直流通路(b)交流通路

該直流負載線,它與橫坐標軸及縱坐標軸分別相交于M(12Ⅴ,0 mA)和Ⅳ(OV,3 mA)兩點,斜率為一1/f,如圖4.3,9所示。直流負載線與J=JQ=40uA的那條輸出特性曲線的交點即0點,其縱坐標值為rcQ=1.5 mA,橫坐標值為ycEQ=6Ⅴ。

jc/mA交流負載線圖4.3.9 例4,3.1的圖解分析

電壓vE的表達式及輸出交流負載線:

由圖4.3.7可見,靜態(u=0)時,vE=ycM=yEQ,加上vs后,由于Cbl對交流相當于短路,所以仍有%bl=yEQ,而F=bl+ui=yEQ+vdd,即電壓uE等于uEQ上疊加一個交流分量vff(uf)。

圖4.3.7中,由于電容Cb2對直流相當于開路,對交流相當于短路,所以負載電阻RI.上只有交流電流jo和電壓vo,電容Cb2上只有直流電壓ycb2,且ycb2=ycEQ。由此可知電壓t,cE=ycb2+vo=ycEQ+ug。由圖4,3.8b所示的交流通路可見vo=uc=ic(Rc‖RL)=-fc,其中負號表示oce的實際方向與假定正方向相反。于是ocF=ycEQ~icR[=ycEQ-(jc-JcQ)R(=ycEQ+rcQRl-icR[,這是一條直線,其斜率為一1/f,稱之為交流負載線,是動態時工作點移動的放大電路的分析方法.

軌跡除了斜率為一1/q外,交流負載線的另一個特點是它必然通過靜態工作點0,因為當正弦信號rl的瞬時值為零時,電路的狀態相當于靜態。根據這兩個特點便可作出交流負載線,即過0點作一條斜率為一1/f的直線,如圖4.3.9中的直線″′n′所示。

由以上分析可知,放大電路的輸出端接有耦合電容和負載電阻RI時,交、直流負載線的斜率各不相同,前者為一1/f,后者為一1/u。

圖解分析法的適用范圍,圖解法是分析放大電路的最基本的方法之一,特別適用于分析信號幅度較大而工作頻率不太高的情況。它直觀、形象,有助于一些重要概念的建立和理解,如交、直流共存,靜態和動態的概念等。能全面地分析放大電路的靜態、動態I作情況,有助于理解正確選擇電路參數、合理設置靜態工作點的重要性c但圖解法不能分析信號幅值太小或工作頻率較高時的電路丁作狀態,也不能用來分析放大電路的輸入電阻、輸出電阻等動態性能指標。為此需要介紹放大電路的另一種基本分析方法。

小信號模型分析法,BJT特性的非線性使其放大電路的分析變得復雜,不能直接采用線性電路原理來分析計算。但在輸入信號電壓幅值比較小的條件下,可以把BJT在靜態工作點附近小范圍內的特性曲線近似地用直線代替,這時可把BJT用小信號線性模型代替,從而將由BJT組成的放大電路當成線性電路來處理,這就是小信號模型分析法。要強調的是,使用這種分析方法的條件是放大電路的輸人信號為低頻小信號。

通常可用兩種方法建立BJT的小信號模型,一種是由BJT的物理結構抽象而得;另一種是將BJT看成一個雙口網絡,根據輸入、輸出端口的電壓、電流關系式,求出相應的網絡參數,從而得到它的等效模型。這里將介紹后一種方法.

BJT的H參數及小信號模型,圖4.3,10表示一個由雙口有源器件組成的網絡,這個網絡有輸入和輸出兩個端口,通常可以通過電壓oi、qo及電流J1、f2來研究網絡的特性,于是可以選擇pi、qo。及0I、i2這四個參數中的兩個作為自變量,其余兩個作為因變量,就可得到不同網絡參數,如z參數(開路阻抗參數),Y參數(短路導納參數)和H參數(混合參數)等。H參數在低頻時用得較廣泛。

雙口網絡有源口器件雙極結型三極管及放大電路基礎.