第二章双极型晶体管及其放大电路2.3.3图解法北京邮电大学郭琳2011.10修订12.3.3图解法为什么要用“图解法”？+VRCC由于晶体管的非线性特性，BRCC2CiBC如果用解析法分析，1i+BC不容易得出直观的结果。vO+ERLvtS()v例如：BE–VTiB=IeBS(−1)vtBE()=VBEQ+∆vtBE()图解法是用做图的方式解决非线性问题的一种简单的方法。在晶体管电路的分析中应用的图解法：在管输入、输出特性曲线坐标系中做图，求解相应的性能指标。2+VRCC2.3.3图解法BRCC2iCC1B+iC一、图解法分析直流工作点BvO+ERLvtS()–1。输入回路直流工作点(VBEQ,IBQ)+VCCRBR管输入特性曲线：CXiB=f(vBE)——①CIBQ1+CXICQ2VCC–vBE+直流负载线VVCEQ根据直流通路：iB=BEQRB直流通路––联立求解，iBVCC得到VBEQ,IBQRB——解析法斜率IQ直流负载线(=–1/RB)BQ与输入特性曲线的交点求曲线的交点vBE为直流工作点0VBEQ,IBQ——图解法VTHVCC3VBEQ2。图解法求输出回路直流工作点(VCEQ,ICQ)+VRCC管输出特性曲线：①BRCiC=f(vCE)——CIX1BQ+CiB=IBQXICQ2+V–vvVV根据直流通路：i=CCCECECCVBEQCEQC=–+直流通路–RCRCRC–iCVCCRC(输出)直流负载线,斜率=–1/RC，Qi=I与i=I的那条输出特性曲线的ICQBBQBBQ交点Q决定输出端直流工作点V,IvCECEQCQVVCEQCC4二、图解法分析动态特性②v(t)St0信号放大的动态过程：vBE=VBEQ+vS(t)＝VvS(t)⇒∆vBE,∆iB⇒∆iC⇒∆vCEvOBEQt01。输入回路动态特性iBiB∆iBI∵C隔断直流、短路交流BQ1IBQ∆vBEtvC1=VBEQ+vC1≈VBEQ+00VTH0t③VBEQ1∴0vBE=vS(t)+vC1=vS(t)+VBEQvtBE()=VBEQ+vS()tt1①+VCC由在输入特性RCC2vBE(t)vC1-+Bi+曲线上逐点映射CtCRvO+1BE得到i(t)波形。vt()RLBSVCC–5放大电路的+输出回路交流负载线∆交流通路：iC∆iBC∆vCE根据交流通路，B+EvV−RCRLR//R∆vCECECEQCL即：iI−=−vt()RB∆=−iCCCQS–RL'RL'RL’1VCEQ交流iC=−++vCE(ICQ)——交流负载线方程RLL'R'负载iCV交流负载线CCRC直流反映了iC,vCE的瞬时值关系Q负载线ICQiB=IBQ斜率=–1/RCvCE瞬时值(全值)＝直流分量VVCC＋CEQ交流分量交流负载线，斜率=–1/RL’。输出回路动态特性输出特性曲线iC(t)2i(t)⇒交点⇒B动态负载线vCE(t)iCiCiBVCCiB=IBm70µA8.4mARCIB17.2mAi60µAC1i=IQBBQ40µA4.8mAICQ1.2mAiB=IBn10µAtt00tVVCCvCE1t1CEQ0vCE1tt2v2tCE∆it21C3.5V++V∆RBRCC∆iBvCECC2CiB1++iCRCRLRC//RLvO+vtS()RB–RLvtS()2.8V6.8VRL’–4.8Vt7输出回路动态特性输出特性曲线iC(t)iB(t)⇒交点⇒动态负载线vCE(t)iCViCi②CCBi/µAiB=IBm70µAB8.4mARC7.2mA60µAIBQQiB=IBQ4.8mAI40µACQti=I01.2mABBn10µAt1t0ttiC/mA0VCCvCE1t1VCEQt0t2ICQ2tvCEt21t3.5V0t1vCE/VVCEQ2.8V6.8V+VCC①t4.8VRtBRCC20vS(t)t1iCtC1B+iC0Bv与v变化的vOCEBEvBE=VBEQ+vS(t)+E方向相反vt()RLVBEQtS–——反相放大0三、直流工作点的位置与非线性失真晶体管的指数特性产生的非线性失真iB由于管输入特性的THD=16.3%指数非线性，