模电(六)放大电路分析二_最大不失真输出电压

图解法

须实测出特性曲线

图解法即在将晶体管隔离后，如上图两个虚线，然后进行求解。

静态分析

(a)：据上图象，得到u’BE=V’BB-i‘BRb*,实际测出i’B与u’BE的图像(下)后，画输入回路负载线，得到的交点即为Q点’
(b)：据上图像，得到u‘CE=V’CC-i’CRc*，根据实测图下。画输出回路负载线，找到I’BQ的线与负载线交点即为Q点。(如果没有I’BQ这条线，补测)

电压放大倍数分析

根据静态分析所得的图象，加上信号源的作用，根据公式u’BE=V’BB-i‘BRb+u’I(信号源)*，(a)图横轴在之前基础上加信号源电压（非正弦），斜率不变做图，得到下图（a），(b)图象一样分析。电压放大倍数可知（方向相反，为负值）：

失真分析(截止失真，饱和失真)

输入电压为正弦波

基本共射放大电路的输入回路与输出回路的波形分析图象
【未失真时图象】

基本共射放大电路的输入回路与输出回路的波形分析图象
【截止失真时图象】

• Q点太低时，输入的信号在（a）图所示，当信号源电压在负半轴即将靠近峰值时，u’BE小于开启电压U‘on，晶体管截止，此时i’b底部失真，而u‘o的波形 顶部失真。
• 由于 晶体管截止 而产生的失真叫做 截止失真。
• 截止失真是 输入回路 最先产生的失真。
• 消除截止失真的方法【使Q点上移】：增大基极电源V’BB。【不可改变Rb的大小】

基本共射放大电路的输入回路与输出回路的波形分析图象
【饱和失真时图象】

• Q点过高时，如图（a）所示，基极电流在正半轴即将峰值时，晶体管进入饱和区，集电极电流过大产生顶部失真，u‘o波形产生 底部失真
• 由于 晶体管饱和而产生的失真叫做饱和失真
• 饱和失真是输出回路最先产生的失真
• 消除饱和失真的方法【使Q点下移】：增大基极电阻Rb以减小i’B,从而减小i‘C/减小集电区电阻Rc来增大管压降/换一个β小的管子

最大不失真输出电压Uom

• 实际上，晶体管始终工作在放大区也会产生一定的失真，但是当输入信号较小时，此失真可忽略
• 将晶体管的特性理想化，认为晶体管的管压降u’CE的最小值大于饱和管压降Uces，即晶体管不饱和；晶体管的基极电流始终大于零，即晶体管不截止，非线性失真忽略得到放大电路的最大不失真输出电压Uom.
• 从失真分析的未失真的输出图象(b)中，以U’CEQ为中心，取V’CC-U’CEQ与U’CEQ-U’CES中最小值除以根号二，得到有效值Uom
• 使Uom最大，应尽量使U‘CEQ放在放大区负载线的中点（V’CC+U’CES)/2的位置，（V’CC-U’CEQ）除以根号二，得到有效值Uom最大值

直流负载线与交流负载线

以阻容耦合放大电路的交流通路为例

• 直流通路确定的负载线称为直流负载线 u’CE=V’CC-i’C*Rc
• 动态信号确定的负载线称为交流负载线
• 交流负载线必过Q点，斜率如下图红线，过【U’CEQ+I’CQ(Rc//Rl),0】
• Uom峰值为U’CEQ-U’CES与I’CQ(Rc//Rl)的较小值。有效值为其除以根号二
• 对于基本共射放大电路与直接耦合放大电路而言，直流负载线与交流负载线为同一条直线，阻容耦合放大电路只有在空载时才是同一条直线
  

图解法优缺点

• 直观反映晶体管工作情况
• 定量分析时误差较大
• 多用来分析输出幅值大，工作频率较低的情况
• 可分析Q点位置，最大不失真输出电压，失真情况