圖解法在放大器中的應用分析

于 敏

（永城職業(yè)學院，河南 商丘 476600）

圖解法在放大器中的應用分析

于 敏

（永城職業(yè)學院，河南 商丘 476600）

圖解法是放大電路最常用的基本分析方法之一，它在放大器中的應用相當廣泛，不僅可以進行靜態(tài)分析，而且可以進行動態(tài)分析以及分析非線性失真。文章主要對這些應用進行探討，從中探討出圖解法的應用范圍以及圖解法的優(yōu)缺點。在實際工作中調試放大電路時，這種分析方法對于檢查被測電路的靜態(tài)工作點是否合適，以及如何調整電路參數等都將有很大幫助。

靜態(tài)工作點；直流負載線；交流負載線；非線性失真

所謂圖解分析法，就是在已知放大管的輸入特性、輸出特性以及放大電路中其它各元件參數的情況下，利用作圖的方法對放大電路進行分析。文章從五個應用方面進行討論，從而總結出圖解法的優(yōu)缺點及圖解法的應用范圍。

1 靜態(tài)圖解

當放大器中無輸入信號（即vi=0）時，電路中的三極管工作點的三個參數都是直流量，用作圖的方法分析這些直流量就是靜態(tài)圖解。本部分從兩個層次進行分析：第一層，直流負載線。第二層，靜態(tài)工作點（Q點）的確定。

2 動態(tài)圖解

當放大電路有輸入信號作用時，電路中各處的電流、電壓均處于顯著變動狀態(tài)，故稱為動態(tài)，用作圖的方法分析這些變動的狀態(tài)稱為動態(tài)圖解。本部分從四個層次進行分析：第一層，交流負載線。第二層，在輸入特性曲線上作輸入信號波形。第三層，在輸出特性曲線上作輸出信號波形。第四層，放大倍數的計算。

3 用圖解法分析非線性失真

在放大電路中，靜態(tài)工作點的位置必須設置適當，否則放大電路的輸出波形容易產生明顯的非線性失真。本部分從個三層次進行分析：第一層，截止失真。第二層，飽和失真。第三層，飽和截止失真。

（1）截止失真。當Q點過低時，在輸入信號負半周靠近峰值的某段時間內，晶體管b-e間電壓總量VBE小于開啟電壓Von，晶體管截止。因此基極電流將產生底部失真。集電極電流和集電極電阻上電壓的波形必然隨之產生同樣的失真，所以輸出電壓一定失真。由于輸出電壓與集電極電阻上電壓的變化相位相反，從而導致波形產生頂部失真。因晶體管截止而產生的失真稱為截止失真。適當增大電源或減小基極電阻，從而增大了基極電流，進一步消除了截止失真。

（2）飽和失真。當靜態(tài)工作點偏高時，由于輸入信號正半周靠近峰值的某段時間內晶體管進入例如飽和區(qū)，此時，當基極電流增大時，導致集電極電流的波形產生頂部失真。由于輸出電壓與集電極上電壓的變化相位相反，從而導致輸出波形產生底部失真，因晶體管飽和而產生的失真稱為飽和失真。為了消除飽和失真，就要適當降低Q點。為此，可以增大基極電阻以減小基極靜態(tài)電流，從而減小集電極靜態(tài)電流；也可以減小集電極電阻以改變負載斜率，從而增大管壓降。（童詩白，2001）。

（3）飽和截止失真。有時侯，即使靜態(tài)工作點選擇合適，但如果輸入信號幅度過大，輸出波形也會產生非線性失真，同時出現(xiàn)飽和失真和截止失真?？傊?，為避免失真，靜態(tài)工作點的選擇應使晶體管在信號變化范圍內始終處在線性放大區(qū)。如果希望輸出幅度盡可能大而失真盡可能小，靜態(tài)工作點最好選在交流負載線的中點，如果輸入信號比較小，這時為了減少管子的功耗，減小輸出噪聲，則工作點選低一點較好（潭中華，2004）。

4 用圖解法估算動態(tài)范圍

動態(tài)范圍是指輸出波形沒有明顯失真的情況下，利用圖解法可以估算出最大不失真輸出。在放大電路的輸入端加上交流正弦電壓，則工作點將繞Q點在交流負載線上移動。當工作點向上移動超過A點時，將進入飽和區(qū)；當工作點向下移動超過B點時，將進入截止區(qū)；可見，輸出波形不產生明顯失真的動態(tài)工作范圍由交流負載線上A、B兩點所限定的范圍決定。靜態(tài)工作點最好選在交流負載線的中點。

5 電路參數對靜態(tài)工作點影響的圖解

有時，即使設置了合適的靜態(tài)工作點，但當電路參數改變時，工作點也會發(fā)生變化，偏離原來的位置。本部分從改變Rb、Vcc、Rc、β這四個電路參數進行分析。由以上分析可知，用圖解法可以直觀全面地了解放大電路的工作情況和放大過程，幫助分析產生波形失真的原因，了解電路參數對靜態(tài)工作點的影響，從而設置合適的靜態(tài)作點，并能大致確定動態(tài)工作范圍，但用圖解分析法分析放大電路也有自身的缺點：①在特性曲線上作圖比較麻煩，特別是vi很小時，在輸入特性上求ib更不容易作得準確。②當工作頻率較高時，由于管子結電容的作用特性曲線已不再適用。③當放大電路比較復雜時（例如有反饋）圖解法也不適用了。因此，圖解法一般多適用于分析輸出幅度比較大而工作頻率不太高且放大電路中沒有反饋的場合。

[1]卜益民.模擬電子技術[M].北京：北京郵電大學出版社，2004．

[2]江曉安，董秀峰.線性電子電路[M].西安：西安電子科技大學出版社，2002.

于敏（1981-），女，大學本科，講師，主要研究方向：電子與通信工程。