电子线路(放大电路)-估算法

5.3 深度负反馈放大电路的指标估算负反馈放大电路的指标计算，常用的方法有等效法、分离法和估算法三种。

等效法是把放大电路中的非线性元器件用线性电路等效，然后根据电路理论来求解各项指标，求解过程可借助计算机实现。

分离法是把负反馈放大电路分离成基本放大电路和反馈网络两部分，然后分别求出基本放大电路的各项指标和反馈网络的反馈系数。

估算法是在深度负反馈的条件下，近似估算放大电路的各项指标。

下面介绍估算法。

5.3.1 深度负反馈的特点1.外加输入信号近似等于反馈信号结果表明，在深度负反馈条件下，反馈信号X f =0和外加输入信号X i =0近似相等。

则净输入信号X id =0电路工作在深度负反馈的情况，负反馈放大电路的一般表达式简化为11AF +>>当1A A AFF ≈= f oo i fX X X X ≈ i fX X ≈ 对串联型反馈，则对并联型反馈，则i f U U ≈ i fI I ≈2.闭环输入、输出电阻近似看成零或无穷大11AF+>>深度负反馈时对串联型反馈，则对电压反馈，则(1)if iR R AF=+=∞1iifRRAF==+A=∞(1)of oR R AF=+=∞1oofRRAF==+对电流反馈，则对并联型反馈，则5.3.2 深度负反馈电路计算举例1.电压串联负反馈放大电路11i ofR u u R R =+R f+∞+－R 1R 2u iu 0+－u f1111ff o uf i R R R u A u R R +===+i iif i u u R i ===∞i fu u =（1）集成（运放）电路根据深度负反馈电路的特点（2）分立元件电路11fE oE f U RF U R R ==+ C 1u S T 1R B11R S R E1+U CCR C2T 2R B22R LC 3R B21R E2++++++－u 0u i －－R C1u f +－fR 1)确定反馈网络2)计算反馈系数11111E f f o ouf ifE E R R R U U A U UF R R+=≈===+(1)if be R r AF =+=∞21C of R R AF==+3)放大倍数、输入电阻、输出电阻2.电流串联负反馈i i u i+∞－+R 2u fR LRu ou idf oLRu u R R =+1o L Luf i u R R R A u R R+===+i iif i u u R i ===∞i fu u =（1）集成（运放）电路根据深度负反馈电路的特点C 1u ST 1R B12R SR E1R C2T 2R B22R B21R E2+++u i －－R C1+U CCR C3T 3R B33R LC 3R B21R E3++－u 0R B11R f （2）分立元件电路1313313f f e e e e e e f e u i R R R F i i R R R ===++1)确定反馈网络2)计算反馈系数/13//3311e f e o o c Luf L Li f f e e R R R u u i R A R R u u u F R R ++-=≈==-⋅=-⋅3)放大倍数u f电路的负反馈网络如图示，由图可得/3o L c u R i =-－u o+R fi fR E1R E3+－u fi e3/3//Lc LR R R =33e c i i ≈3.电压并联负反馈1i iu R i =11f ff o uf i i i R R u A u i R R -===-1iif iu R R i ==i fi i =R f+∞+－R 1R 2u iu 0i f i ii ido f fu R i =-（1）集成（运放）电路根据深度负反馈电路的特点C 1u ST 1R B12R SR E1R C2T 2R B22R B21R E2+++u i －－R C1+U CCR C3T 3R B33R LC 3R B21R E3++－u 0R B11（2）分立元件电路1fo fi F u R ==-1)确定反馈网络2)计算反馈系数11f o o o usfs i s f s s sR u u u A u i R i R F R R ====⋅=-01iif R R AF==+3)放大倍数在深度负反馈的条件下，R fu o+－i fR fif 电路的负反馈网络如图示，由图可得o f fu R i =-由于输入电阻等于零，S s iu R i ≈4.电流并联负反馈i 1i du iR f+∞+－R 1R 2u RR LRi 0i f1i i u R i =i fi i =（1）集成（运放）电路(//)f oofff R R i Ri i R R R=-=-+111f f L o iR R R u u R R R ⎡⎤⎛⎫=-++⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦[(//)]o f L ou R R R i =+()f fo R R i i R+=-111f f oL uf i R R u R A u R R R ⎛⎫==-++ ⎪⎝⎭R C1T 1R B2R E1+u SR S++u i －－R B1+U CCR C2T 2R LR E2++－u 0R fi i（2）分立元件电路222f e e f e i R F i R R ==-+1)确定反馈网络2)计算反馈系数////2/22221f e o c Lc Le LLusfL s i s f s f s s s e R R u i R i R i R RA R u i R i R i R F R R R +---===≈=-⋅≈⋅01iif R R AF==+3)放大倍数在深度负反馈的条件下，电路的负反馈网络如图示由于输入电阻等于零，S s i u R i ≈i fR f R E2i e222e c i i ≈i fi i ≈由图可得i f。

新课
）在输出回路中，可列出以下电压方程
）将直流负载方程以直线表示：
的坐标系中，找两个特殊点。

G b
G
R V 画出直流负载线，如上图所示。

CEQ 必须同时处于直流负载线和输出特性曲线上，即静态
直流负载线斜率增大，当I BQ不变→Q
某共射放大电路的输出特性曲线、直流负载线及静态工作点如图所示
新课
静态工作点图解是静态（V i 0）时得到，若有信号输入放大器的工作点会有变化，当放大器带上负载后，放大器工作也与静态时不同，工作点Q 将沿交流负载线变化。

一、图解法分析放大器输出端带负载时的放大倍数 ①有交流信号时，i c 包括c R i 、L R i ，故R c 与R L 为并联，则
，若输入信号较大，则负半周正常，正半周失真。

偏低，输入信号较大。

偏高，输入信号较大。

新课
b
G
7R V =
R C
二、估算输入电阻、输出电阻和放大倍数．动态分析的三个指标 r i 、r o 、A v ）三极管输入电阻
近似计算式为
+(1+β)
(mA)
26(mV )
EQ I
300Ω（大功率管取50Ω） +(1+β)
(mA)
mV )
(26EQ I
(mA)
mV )
(26EQ I
）放大电路输入电阻。

一、复习引入一般情况下，在放大电路中直流量和交流信号总是共存的。

对于放大电路的分析一般包括两个方面的内容：静态工作情况和动态工作情况的分析。

前者主要确定静态工作点（直流值），后者主要研究放大电路的动态性能指标。

二、新授（一）估算法工程估算法也称近似估算法，是在静态直流分析时，列出回路中的电压或电流方程用来近似估算工作点的方法，本章的静态工作点求解，就应用了近似估算法。

例如在U CC>U BE 条件下，由基极回路得I B=(U CC-U BE)/R b≈U CC/R b如果三极管工作在放大区，则I C≈βI B由图的输出回路，有U CE=U CC-I C R C对于任何一种电路只要确定了I C、U CE，即确定了电路的静态工作点。

在电子元器件选择计算时，常用经验公式。

这些公式就是运用估算法得出的。

（二）微变等效电路分析法1．三极管的微变等效模型所谓“微变”是指微小变化的信号，即小信号。

在低频小信号条件下，工作在放大状态的三极管在放大区的特性可近似看成线性的。

这时，具有非线性的三极管可用一线性电路来等效，称之为微变等效模型。

（1）三极管基极与发射极之间等效交流电阻r be当三极管工作在放大状态时，微小变化的信号使三极管基极电压的变化量△u BE只是输入特性曲线中很小的一段，这样△i B与△u BE可近似看作线性关系，用一等效阻r be来表示，即r be= △u Be/△i Br be称为三极管的共射输入电阻，通常用下式估算r be=r bb’+(1+β)r e对于低频小功率管r bb′约为几百欧（常取300Ω），高频管和大功率管约为几欧至几十欧。

根据PN结的伏安特性可导出室温下发射结结电阻r e= U T/I E=26mV/I E,I E为发射极静态电流，单位为mA。

因此，对于低频小功率管，r be=估算式可写成r be≈300+(1+β)U T/I E=300+(1+β)26mV/I E mArbe≈300+β26mV/I c mA(Ω）r b e是动态电阻，只能用于计算交流量，式仅适用于0.1mA＜I C＜5mA范围内，否则将产生较大误差。

潍坊科技学院教案课程名称：电工电子技术授课人：1、 复习：放大电路的直流、交流通路2、导入课题：§9-4放大电路的估算分析方法3、教学内容：内容1：共射极放大电路的静态分析放大电路的静态分析有近似估算法和图解法两种。

主要学习直流通路估算法：1．用近似估算法确定静态工作点对NPN 管一般取UBE =0.7V ）：(反映Ic 和UCE 关系的直线方程，称为直流负载线)★例1：晶体管放大电路如图所示，已知V U CC 12=,240,3ΩΩk R k R B C ==晶体管的β＝40，（1）试用直流通路估算静态值解：内容2：共射放大电路的动态分析对放大电路进行动态分析时，常采用图解和微变等效电路分析法。

图解法多用于分析输出幅度较大而工作频率不太高的情况。

为保证放大电路的动态特性，静态工作点位置应该处于负载线的中点附近，否则将可能引起输出信号的失真。

静态工作点下移造成输出信号出现失真静态工作点上移造成输出信号出现失真静态工作点下移造成输出信号出现失真的情况，由于该失真是因为放大电路的工作范围进入截止区而造成的，所以称为截止失真。

静态工作点上移造成输出信号出现失真的情况，由于该失真是因为放大电路的工作范围进入饱和区而造成的，所以称为饱和失真。

此外，输入信号的幅值不能太大，以避免放大电路的工作范围超过特性曲线的线性范围。

实际上，只要静态工作点合适，在小信号放大电路中，此条件一般都能满足。

★微变等效电路分析法根据三极管的输入输出特性可知，三极管是非线性放大元件，但当三极管工作在小信号（微变量）情况下，静态工作点附近的输入输出特性曲线就可以用直线段近似代替，这就是所谓对三极管的线性化，这样也就可以像处理线性电路那样来处理三极管放大电路。

如下图示，我们可以利用三极管的微变等效电路代替放大电路中的三极管，对电路进行分析。

电阻rbe数值较小，其估算公式为：ΩβΩ)mA ()mV (26)1()(200E be I r ++= 根据以上分析，可得出三极管的微变等效电路 放大电路的微变等效电路 由三极管的微变等效模型和放大电路的交流通路可得出如图所示的放大电路的微变等效电路，据此就可以对放大电路进行动态分析，主要包括：a .电压放大倍数的计算：io u :U U A =定义 L c o R I U '-= L b R I '-= β be b i r I U = beL r R A '-=βu 上式中的负号表示输出电压UO 与输入电压Ui 的相位相反。