模電課件10第二章3放大電路的微變等效電路分析目錄CONTENTS放大電路的微變等效電路分析概述放大電路的元件參數(shù)放大電路的性能指標(biāo)放大電路的分析方法放大電路的設(shè)計原則與步驟放大電路的應(yīng)用實例01放大電路的微變等效電路分析概述123微變等效電路是將放大電路中的元件用其交流小信號等效元件代替，以簡化電路分析的方法。在小信號條件下，放大電路中的元件可以看作是線性元件，其參數(shù)不隨信號幅度變化而變化。通過微變等效電路，可以忽略放大電路中的直流分量，只考慮交流分量，從而簡化分析過程。微變等效電路的概念根據(jù)放大電路的結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)，將每個元件替換為其交流小信號等效元件。等效元件的參數(shù)需要根據(jù)元件的交流特性進(jìn)行計算，例如電阻的交流等效值為電阻與電導(dǎo)之和。在建立微變等效電路時，需要保持電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不變，即元件之間的連接關(guān)系不變。微變等效電路的建立微變等效電路可以用于分析放大電路的性能指標(biāo)，例如電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等。通過微變等效電路，可以方便地計算出放大電路的交流輸出電壓和電流，從而分析其性能。微變等效電路還可以用于設(shè)計放大電路，通過調(diào)整元件參數(shù)來優(yōu)化電路的性能指標(biāo)。微變等效電路的應(yīng)用02放大電路的元件參數(shù)直流參數(shù)交流參數(shù)極限參數(shù)晶體管的參數(shù)包括晶體管的集電極-基極反向飽和電流Icbo、集電極-發(fā)射極反向飽和電流Iceo等。包括晶體管的共射、共基、共集電極電流放大倍數(shù)β，反向穿透電流Iceo，最高工作頻率fmax等。包括晶體管的集電極最大允許電流Icm、集電極最大允許功耗Pcm等。電阻的參數(shù)指電阻上標(biāo)注的數(shù)值，用于表示電阻的大小。指電阻的實際阻值與標(biāo)稱阻值之間的最大偏差。指電阻能承受的最大功率。指電阻阻值隨溫度變化的系數(shù)。標(biāo)稱阻值誤差功率溫度系數(shù)指電容器的儲存電荷的能力，用符號C表示。電容量指電容的實際容量與標(biāo)稱容量之間的偏差。誤差指電容器能夠承受的最大電壓。耐壓指電容器容量隨溫度變化的系數(shù)。溫度系數(shù)電容的參數(shù)指電感的儲存磁場的能力，用符號L表示。電感量指電感的實際電感量與標(biāo)稱電感量之間的偏差。誤差指電感的儲能與損耗能量之比，用于衡量電感性能的優(yōu)劣。品質(zhì)因數(shù)指電感量隨溫度變化的系數(shù)。溫度系數(shù)電感的參數(shù)03放大電路的性能指標(biāo)電壓放大倍數(shù)01電壓放大倍數(shù)：衡量放大電路對輸入信號的放大能力，計算公式為輸出電壓與輸入電壓的比值。02電壓放大倍數(shù)越大，說明電路的放大能力越強(qiáng)。電壓放大倍數(shù)的大小受晶體管參數(shù)、電路元件參數(shù)和偏置條件等因素的影響。0301020304輸入電阻：衡量放大電路對信號源的負(fù)載能力，計算公式為輸入電壓與輸入電流的比值。輸入電阻越大，說明電路對信號源的負(fù)載能力越強(qiáng)，信號源的輸出電壓越穩(wěn)定。輸出電阻：衡量放大電路帶負(fù)載的能力，計算公式為輸出電壓與輸出電流的比值。輸出電阻越小，說明電路帶負(fù)載的能力越強(qiáng)，負(fù)載上得到的電壓越接近于輸出電壓。輸入電阻和輸出電阻通頻帶寬度：衡量放大電路對不同頻率信號的放大能力，通常以放大倍數(shù)大于1的頻率范圍來表示。通頻帶寬度越寬，說明電路對不同頻率信號的放大能力越強(qiáng)。通頻帶寬度受晶體管參數(shù)、電路元件參數(shù)和偏置條件等因素的影響。通頻帶寬度010203失真度：衡量放大電路對信號失真的程度，通常以諧波分量與基波分量之比來表示。失真度越小，說明電路對信號的保真度越高。失真度受晶體管參數(shù)、電路元件參數(shù)和偏置條件等因素的影響。失真度04放大電路的分析方法在交流等效電路中，將直流偏置視為靜態(tài)工作點(diǎn)，而交流信號則通過電阻、電容和電感等元件進(jìn)行傳遞和處理。通過交流等效電路，可以方便地分析放大電路的性能指標(biāo)，如電壓增益、輸入阻抗、輸出阻抗等。交流等效電路分析法是一種通過將放大電路中的直流偏置和交流信號分開處理，以簡化分析的方法。交流等效電路分析法03圖解分析法適用于小信號放大電路的分析，能夠直觀地反映信號的變化過程。01圖解分析法是一種通過圖形直觀地分析放大電路性能的方法。02通過圖解分析法，可以繪制出輸入輸出特性曲線、轉(zhuǎn)移特性曲線等，從而直觀地了解放大電路的工作狀態(tài)和性能。圖解分析法小信號模型分析法01小信號模型分析法是一種通過建立小信號模型來分析放大電路的方法。02小信號模型是指將放大電路中的晶體管視為線性元件，忽略其非線性效應(yīng)，從而建立簡化模型進(jìn)行分析。03小信號模型分析法適用于分析放大電路的線性工作范圍，能夠得到較為精確的分析結(jié)果。05放大電路的設(shè)計原則與步驟01020304穩(wěn)定性原則性能優(yōu)化原則可靠性原則經(jīng)濟(jì)性原則設(shè)計原則確保放大電路在各種工作條件下都能穩(wěn)定地工作，不發(fā)生振蕩或失真。在滿足穩(wěn)定性的前提下，盡量提高放大電路的性能參數(shù)，如電壓放大倍數(shù)、電流放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等。在滿足性能和可靠性的前提下，盡量降低放大電路的成本。確保放大電路的各個元件都能正常、安全地工作，不會因過熱、過流、過壓等原因而損壞。確定性能指標(biāo)根據(jù)實際需求，明確放大電路的性能參數(shù)，如電壓放大倍數(shù)、電流放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等。根據(jù)性能指標(biāo)和實際條件，選擇合適的電子元件，如晶體管、電阻、電容、電感等。根據(jù)性能指標(biāo)和元件參數(shù)，設(shè)計合適的電路結(jié)構(gòu)，以滿足穩(wěn)定性、性能優(yōu)化、可靠性和經(jīng)濟(jì)性的要求。通過電路仿真軟件對設(shè)計的放大電路進(jìn)行仿真，并根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行必要的調(diào)整和優(yōu)化。然后在實際電路中進(jìn)行調(diào)試，確保實際性能與設(shè)計目標(biāo)相符。對調(diào)試好的放大電路進(jìn)行性能測試和評估，記錄各項性能參數(shù)，并與設(shè)計目標(biāo)進(jìn)行比較，如果滿足要求則可進(jìn)行下一步應(yīng)用，否則需重新設(shè)計或優(yōu)化。選擇合適的元件仿真與調(diào)試測試與評估設(shè)計電路結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟06放大電路的應(yīng)用實例010203音頻放大器是放大電路的重要應(yīng)用之一，用于將微弱的音頻信號放大，以便在揚(yáng)聲器或其他音頻輸出設(shè)備上播放。音頻放大器廣泛應(yīng)用于家庭音響、公共廣播系統(tǒng)、音樂會和劇院等領(lǐng)域。音頻放大器通常采用晶體管或集成電路作為放大元件，具有高保真度、低噪聲和低失真的特點(diǎn)。音頻放大器無線通信系統(tǒng)中的放大器通常采用微波晶體管或集成電路，對信號進(jìn)行放大和整形，以實現(xiàn)長距離、高質(zhì)量的信號傳輸。在無線通信系統(tǒng)中，信號傳輸距離遠(yuǎn)，信號強(qiáng)度會逐漸減弱。為了確保信號質(zhì)量和通信穩(wěn)定性，需要在信號傳輸過程中加入放大器。無線通信系統(tǒng)中的放大器在測量儀器中，為了將