1.放大电路的静态分析

1）放大电路的静态工作点

静态工作点是指在静态情况下，电流电压参数在晶体管输入、输出特性曲线簇上所确定的点，用Q表示，静态值一般包括IBQ、ICQ和UCEQ。放大电路静态工作点的设置是否合适，是放大电路能否正常工作的重要条件。

2）静态工作点对放大电路工作的影响

动手做

为了直观说明静态工作点对放大电路工作的影响，按图9-1-4所示的方式连接电路，检查接线无误后，接通12 V的直流稳压电源，注意观察电路中RB分别为690 kΩ、470 kΩ、220 kΩ情况下的输出电压波形，并测量静态工作点的数值。（可以采用仿真演示）

图9-1-4　静态工作点对放大电路的影响

实验现象

当电阻RB分别为690 kΩ、220 kΩ时输出电压波形有失真；当电阻RB为470 kΩ时输出电压波形无失真。实验数据及输出波形如表9-1-1所示。

表9-1-1　实验数据记录表

续表

归纳

静态工作点对放大电路的放大能力、输出电压波形都有影响。只有当静态工作点在放大区时，晶体管才能不失真地对信号进行放大。因此，要使放大电路正常工作，必须使它具有合适的静态工作点。

3）放大电路的直流通路

直流通路：静态时，放大电路直流通过的路径。在直流情况下电容可视为开路，因此画直流通路时把电容支路断开即可，图9-1-5（b）所示为共发射极放大电路的直流通路。

图9-1-5　共发射极放大电路的直流通路

（a）共发射极放大电路；（b）共发射极放大电路的直流通路

4）静态分析

静态时，电源VCC通过RB给三极管的发射结加上正向偏置，用UB表示，产生的基极电流用IBQ表示，集电极电流用ICQ表示，此时的集—射电压用UCEQ表示。放大电路的静态分析一般通过画直流通路来进行。从图9-1-5中不难求出放大电路的静态值为

因为VCC≫UBE，所以

【例9-1-1】在图9-1-5（a）中，已知VCC=12 V，RB=300 kΩ，RC=4 kΩ，β=37.5，试求放大电路的静态值。

解：根据图9-1-5（b）所示的共发射极放大电路直流通路，可以得到

2.放大电路的动态分析

1）放大电路的交流通路

交流通路：输入交流信号时，放大电路交流信号流通的路径。由于容抗小的电容以及内阻小的直流电源可视为对交流短路，因此画交流通路时只需把容量较大的电容及直流电源简化为一条短路线即可。图9-1-6（a）所示为放大电路的交流通路。

2）动态分析(www.daowen.com)

放大电路有输入信号的工作状态称为动态。动态分析主要是确定放大电路的电压放大倍数Au、输入电阻Ri和输出电阻Ro等。

放大电路有输入信号时，三极管各极的电流和电压瞬时值既有直流分量，又有交流分量。直流分量一般就是静态值，而所谓放大，只考虑其中的交流分量。下面介绍动态分析时常用的电路——简化微变等效电路。

（1）三极管的简化微变等效电路。在讨论放大电路的简化微变等效电路之前，需要介绍三极管的简化微变等效电路。图9-1-6（b）所示为三极管的简化微变等效电路。

图9-1-6　交流通路和简化微变等效电路

（a）放大电路的交流通路；（b）三极管的简化微变等效电路

简化微变等效电路是一种线性化的分析方法，它的基本思想是：把三极管用一个与之等效的线性电路来代替，从而把非线性电路转化为线性电路，再利用线性电路的分析方法进行分析。当然，这种转化是有条件的，这个条件就是“微变”，即变化范围很小，小到三极管的特性曲线在Q点附近可以用直线代替。这里的“等效”是指对三极管的外电路而言，用线性电路代替三极管之后，端口电压、电流的关系并不改变。由于这种方法要求变化范围很小，因此，输入信号只能是小信号，一般要求ube（即ui）≤10 mV。这种分析方法只适用于小信号电路的分析，且只能分析放大电路的动态。

从图9-1-6可以看出，三极管的输入回路可以等效为输入电阻rbe。在小信号工作条件下，rbe是一个常数，低频小功率管的rbe可用下式估算，即

式中 IE——三极管发射极电流的静态值，一般可取IE≈ICQ。

在三极管的输出回路中，用一等效的受控恒流源β ib来代替。三极管的输出电阻数值比较大，故在三极管的简化微变等效电路中将它忽略。

（2）放大电路的简化微变等效电路。由于C1、C2和VCC对于交流信号是相当于短路的，所以图9-1-5（a）所示的共发射极放大电路的交流通路如图9-1-7（a）所示。放大电路交流通路中的三极管如用其简化微变等效电路来代替，便可得到如图9-1-7（b）所示的放大电路的简化微变等效电路（以后简称微变等效电路）。

图9-1-7　交流通路和简化微变等效电路

（a）共发射极放大电路的交流通路；（b）放大电路的简化微变等效电路

3.放大电路的图解分析（选学）

图解分析（简称图解法）是放大电路的另一种分析方法，下面简单介绍放大电路的图解分析方法。

1）用图解法分析放大电路的静态工作情况

如前所述，如图9-1-1所示的共发射极放大电路的直流通路如图9-1-5（b）所示。利用三极管的输出特性曲线，可以画出放大电路输出回路的图解分析曲线，如图9-1-8所示。

图9-1-8　放大电路输出回路的图解分析曲线

放大电路的输出回路应当满足的条件为

uCE=VCC-iRCC

2）用图解法分析放大电路的动态工作情况

用图解法能够直观显示出在输入信号作用下，放大电路各点电压和电流波形的幅值大小及相位关系，尤其对判断静态工作点是否合适、输出波形是否会失真等十分方便。图9-1-9所示为用图解法分析放大电路的动态工作情况。从图中可以看出，输入信号作用在放大电路输入端（见曲线①），在三极管输入特性曲线上可以对应画出基极电流的曲线（见曲线②），输入曲线上的Q点在Q′和Q″范围内上下移动。随着放大电路基极电流ib的变化，在输出特性曲线上放大电路的工作点将沿直流负载线移动，其范围是Q′～Q″，这样可以得到iC的变化曲线③及uce的变化曲线④。可以发现，当ui为正半周时对应uce的负半周，当ui为负半周时则对应uce的正半周，而uce就是uo。这说明，共发射极放大电路的ui和uo是反相的。

图9-1-9　用图解法分析放大电路的动态工作情况

图9-1-10　放大电路的交流负载线