5.模拟电子技术笔记——放大电路的分析方法

news2024/11/18 9:26:13

写在前面

这个是模电的第五次笔记,祝大家学习愉快!

笔记部分

1.图解法

我们这节的所有电路都默认是共射放大电路,后面如果没有特殊说明都是共射极的。

1.1 静态工作点的图解分析

我们接下来画出这个电路的直流回路

我们先考察它的输入回路。输入回路就是研究这个I_{BQ},V_{BEQ}的关系,我们只在直流回路中可以看到如下关系:

V_{BEQ} = V_{BB}-I_{BQ}R_b

这个关系显然是一条直线,我们把这条直线与输入特性曲线画到一起:

这时,我们可以考察到一个交点Q,这个就是静态工作点。我们在这个点可以得出这个电路的I_{BQ}那么,在输出特性曲线中就可以确定这个电路作用在哪根线上,也就是哪条I_B所对应的曲线上。于是,我们再考察I_{CQ},V_{CEQ},得:V_{CEQ} = V_{CC} - R_CI_{CQ}.把这条线画在输出特性曲线上,得:

这个时候我们的I_{CQ}就可以很直观的得到了。那么这根线我们也叫做直流负载线。

1.2动态工作情况

如图:

这个图看起来很乱,我们来详细分析一下。

首先我们引入一下交流负载线。对于一个小信号,我们可以认为它在静态工作点附近上下波动。我们因此可以在输出曲线上做写文章。

我们做出小信号模型(我们先看阻容耦合)。

可以得到v_{ce} = i_{C}R_C\left | \right |R_L,注意这个是纯交流量。那么,我们考虑交流量与直流量的关系,也就是说,当交流量过零点的时候,整体的电压应该正好等于静态工作点,也就是v_{CE} = v_{ce}+V_{CEQ}i_c = i_C - I_{CQ},带入上面的式子,令R^{'}_{L} = R_L ||R_C可以得到:

i_C = -\frac{1}{R^{'}_L}v_{CE} +\frac{1}{R^{'}_L}V_{CEQ}+I_{CQ}

那么这个线就是我们的交流负载线

有些同学可能会有些疑问,为什么我们会先看阻容耦合的。我们现在看上面这个式子,我们试想:如果我们画出来直接耦合的交流通路,就会有这个R^{'}_L = R_C,也就是说,由上面的分析我们可以得到,这个斜率和我们的直流负载线一样,在有一个Q点重合的情况下,我们可以知道,在直流耦合中,交流负载线与直流负载线重合

接下来我们就可以画出图了。为了区别起见,我们还是先画出阻容耦合的:

那么问题就来了。我们咱么判断这个交流量在Q点上下的变化范围呢?答案显然就是根据输入特性曲线了。我们与上面同样的分析方法求出v_{BE}的上下变化,剩下的就是投影,接着投到输出特性曲线上去。感兴趣的同学可以自己再推导一遍。

1.3 动态失真的几种情况

失真无非是两种情况,一种是被饱和区截止,另一种是被截至区截止。如图:

·这里有个概念,叫典型值,就是比如说,如何判断这个v_{CE}进入了饱和区呢?一般情况下我们就跟300mV去比,这个300mV就是典型值。(知道一下就可以)

·这里还有一个小点,就是如何判断饱和区截止区。对于饱和区和截止区,分别有:

\beta I_B>I_C

I_B = 0

2.小信号模型分析法

2.1 BJT的H参数小信号模型分析

对于小信号情况,我们取全微分,有:

简写为:

其中:

以上这些,了解即可。

我们再回到我刚才简写的式子,我们可以看出,两个式子都是由一个电阻和一个放大/缩小的同样类型的值组成(自己理解一下)。那么我们就可以画出如下小信号模型:

但是这个模型显然有些复杂,于是我们比较一下这四个H参数的数量级,有:

很显然,只有h_{fe}的影响较大,于是我们省略其他H参数,得:

这个就是我们的简化后的小信号模型。

那么这个r_{be}我们不加证明的直接给出公式:r_{be} = 200\Omega +(1+\beta)\frac{26mV}{I_{EQ}},其中,I_{EQ}\approx I_{CQ}

这个公式,可以说是这篇博客第一个需要记住的。

2.2 小信号模型分析

我们还是考察基本共射放大电路(图在最前面)根据前面知识的分析,直流通路得出的静态工作点我们从略。

之后我们画出小信号等效模型:

我们先求r_{be},然后由这个图易得:

v_i = i_b(R_b+r_{be}) \\ i_c = \beta i_b \\ v_o = -i_c(R_c||R_L)

除一下,得A_v = \frac{-\beta(R_c||R_L)}{R_b+r_{be}}(可以当结论记住)

然后我们求一下输入和输出电阻

R_i = \frac{v_i}{i_b} = R_b + r_{be}\\ let v_i = 0, \beta i_b = 0 \\ R_O = R_C

3 放大电路工作点稳定问题

3.1温度对静态工作点的影响

1.对I_{CBO}的影响 温度升高,集电极电流上升,输出特性曲线上移

2.输入特性曲线左移 集电极电流上升

3.对beta影响 温度每上升一读,\beta上升0.5%~1.0%

总之,不管是哪个影响,最终都反映到I_C

3.2 射极偏置电路(对抗温度带来的变化)

1.基极分压式 

稳定工作点原理:要稳定b点电位

它的稳定原理如下:

那么这一切的前提都是b点电位不变,那么怎么能保证b点电位不变呢?那就是I_C >> I_{BQ}

压降大多都被R_{b1}分走了,V_B保持稳定。

那么由上面的分析我们也可以知道,R_e越大,稳定效果越好。

现在,我们画出它的直流通路:

直流量我们从略。

接下来我们画出小信号模型:

与前面的分析同理,我们在这里直接给出它的增益:

我们可以看到,这个增益与刚才的基本的相比较,这个的分母变大了,也就是说,我们牺牲了增益换取了稳定。

同理,我们也可以得到输入电阻:

对于输出电阻,我们先将v_i置零,对两个网孔列KVL(在这里我们考虑r_{ce}

得:

2.双电源的射极偏置电路

1.阻容耦合

我们前面的电路由于有增益变小的问题,为了增大增益,我们加一个旁路电容,有:

其中,R_{e2}>>R_{e1},R_{e1}是为了增加输入电阻的。

剩下的分析同理。

3.含有恒流源的

这个就相对比较好求解一些,因为I_{CQ}已知,剩下的求解步骤同理

写在后面

祝大家学习愉快,十一快乐🎉!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/2178969.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

【redis-04】Redisson实现分布式锁实战和源码剖析

redis系列整体栏目 内容链接地址【一】redis基本数据类型和使用场景https://zhenghuisheng.blog.csdn.net/article/details/142406325【二】redis的持久化机制和原理https://zhenghuisheng.blog.csdn.net/article/details/142441756【三】redis缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩htt…

ubuntu切换源方式记录(清华源、中科大源、阿里源)

文章目录 前言一、中科大源二、清华源三、阿里源 前言 记录ubunut切换各个源的方式。 备注:更换源之后使用sudo apt-get update更新索引。 提示:以下是本篇文章正文内容,下面案例可供参考 一、中科大源 地址:https://mirrors.u…

【Golang】Go语言字符串处理库--strings

✨✨ 欢迎大家来到景天科技苑✨✨ 🎈🎈 养成好习惯,先赞后看哦~🎈🎈 🏆 作者简介:景天科技苑 🏆《头衔》:大厂架构师,华为云开发者社区专家博主,…

RK3588主板PCB设计学习(一)

DCDC电路可以直接参考数据手册: 电源输出3A,回流GND也应该是3A,回流路径和输出路径的电流是一致的,不要输出路径布线很粗,GND回流路径很细,并且应该保证回流面积最小: 这一点讲的很到位&#xf…

《深度学习》OpenCV 指纹验证、识别

目录 一、指纹验证 1、什么是指纹验证 2、步骤 1)图像采集 2)图像预处理 3)特征提取 4)特征匹配 5)相似度比较 6)结果输出 二、案例实现 1、完整代码 2、实现结果 调试模式: 三、…

华为云LTS日志上报至观测云最佳实践

华为云LTS简介 华为云云日志服务(Log Tank Service,简称 LTS),用于收集来自主机和云服务的日志数据,通过海量日志数据的分析与处理,可以将云服务和应用程序的可用性和性能最大化,为您提供实时、…

音乐项目总结(终)

总的来说写这个项目还是状态差了,前期中期写太慢,后期疯狂赶。 讲点对写这个项目能想起来解决的问题和写的的感触。 前期:当时觉得时间很充足,有布置算法题,我竟然还花三四天去学算法,,动态规划…

【软设】项目管理

【软设】项目管理 (要会根据Gantt和Pert图求关键路径,可以看3.3的示例来了解Pert图) 一.进度管理 进度管理 是项目管理的重要组成部分,旨在确保项目在规定的时间范围内完成。进度管理不仅包括项目活动的规划,还包括监控和控制项目活动的进…

LeetCode 热题 100 回顾8

干货分享,感谢您的阅读!原文见:LeetCode 热题 100 回顾_力code热题100-CSDN博客 一、哈希部分 1.两数之和 (简单) 题目描述 给定一个整数数组 nums 和一个整数目标值 target,请你在该数组中找出 和为目标…

Mixture-of-Experts (MoE): 条件计算的诞生与崛起【下篇】

将 Mixture-of-Experts 应用于 Transformers 既然我们已经研究了条件计算的早期工作,那么我们就可以看看 MoE 在变换器架构中的一些应用。 如今,基于 MoE 的 LLM 架构(如 Mixtral [13] 或 Grok)已广受欢迎,但 MoE 在语…

【C++题目】7.双指针_和为 s 的两个数字

文章目录 题目链接:题目描述:解法C 算法代码:图解 题目链接: LCR 179.查找总价格为目标值的两个商品 题目描述: 解法 解法一(暴力解法,会超时) 两层 for 循环列出所有两个数字的组合…

网络通信(学习笔记)

InputStreamReader 是 Java 中的一个类,它可以将字节输入流转换为字符输入流。它可以读取字节输入流,并使用指定的字符集将字节解码为字符。 InputStreamReader继承了Reader类 Scanner scanner new Scanner(System.in);//这是一个控制台输入的一个类&am…

巡检机器人室内配电室应用

智能巡检系统实施背景 电力系统发展已进入电气化、自动化、智能化建设加速推进的新阶段,设备规模大幅增长,新设备、新技术加快应用,装备水平取得长足发展,与此同时设备规模大幅增长,新设备、新技术加快应用&#xff0…

JAVA并发编程高级——JDK 新增的原子操作类 LongAdder

LongAdder 简单介绍 前面讲过,AtomicLong通过CAS提供了非阻塞的原子性操作,相比使用阻塞算法的同步器来说它的性能已经很好了,但是JDK开发组并不满足于此。使用AtomicLong 时,在高并发下大量线程会同时去竞争更新同一个原子变量,但是由于同时只有一个线程的CAS操作会成功,…

C++ | Leetcode C++题解之第446题等差数列划分II-子序列

题目&#xff1a; 题解&#xff1a; class Solution { public:int numberOfArithmeticSlices(vector<int> &nums) {int ans 0;int n nums.size();vector<unordered_map<long long, int>> f(n);for (int i 0; i < n; i) {for (int j 0; j < i;…

蒂森电梯变频器维修CPIK40 CPIK32

维修范围&#xff1a; 1、通力电梯变频器维修&#xff1a;V3F16L,通力V3F18维修,电梯变频器V3F25维修,KDL16,KDL32维修&#xff0c;通力电梯CPU主板维修&#xff0c;806板&#xff0c;电梯安全回路板&#xff0c;LCECCB&#xff0c;LCECEB&#xff0c;电梯显示板维修&#xff…

Python编码系列—Python状态模式:轻松管理对象状态的变化

&#x1f31f;&#x1f31f; 欢迎来到我的技术小筑&#xff0c;一个专为技术探索者打造的交流空间。在这里&#xff0c;我们不仅分享代码的智慧&#xff0c;还探讨技术的深度与广度。无论您是资深开发者还是技术新手&#xff0c;这里都有一片属于您的天空。让我们在知识的海洋中…

Grafana链接iframe嵌入Web前端一直跳登录页面的问题记录

概述 公司有个项目使用到Grafana作为监控界面,因为项目方的环境极其复杂,仅物理隔离的环境就有三四个,而且每个都得部署项目,今天在某个环境测试,查看界面遇到一个比较奇怪的Grafana问题,后面针对该问题进行跟踪分析并解决,故而博文记录,用于备忘。 问题 登录项目We…

CleanMyMac X v4.12.1 中文破解版 Mac优化清理工具

在数字时代&#xff0c;我们的Mac设备承载着越来越多的重要信息和日常任务。然而&#xff0c;随着时间的推移&#xff0c;这些设备可能会变得缓慢、混乱&#xff0c;甚至充满不必要的文件。这就是CleanMyMac X发挥作用的地方。 CleanMyMac X是一款功能强大的Mac优化工具&#…

Gson将对象转换为JSON(学习笔记)

JSON有两种表示结构&#xff0c;对象和数组。对象结构以"{"大括号开始&#xff0c;以"}"大括号结束。中间部分由0或多个以”&#xff0c;"分隔的”key(关键字)/value(值)"对构成&#xff0c;关键字和值之间以":"分隔&#xff0c;语法结…