基于疊加定理分析和設(shè)計(jì)低頻小信號(hào)放大器
摘要:低頻小信號(hào)放大電路是常用的實(shí)用電路,電路中既有線性元件,又有非線性元件,而且直流、交流并存于電路中,因此在分析和設(shè)計(jì)電路時(shí)較為復(fù)雜。疊加定理把線性電路中多個(gè)電源作用分解成各個(gè)電源的單獨(dú)作用,然后進(jìn)行代數(shù)和疊加。屬于非線性元件的半導(dǎo)體晶體管工作在低頻小信號(hào),近似作為線性元件使用。應(yīng)用疊加定理分析和設(shè)計(jì)低頻小信號(hào)放大電路,抓住主要,忽略次要,使問(wèn)題變得既容易、簡(jiǎn)單又明確。
關(guān)鍵詞:疊加定理;低頻小信號(hào);放大電路;線性元件
低頻小信號(hào)放大電路的用途非常廣泛,它能夠把微弱電信號(hào)增強(qiáng)到所要求的值。電路由線性元件電阻、電容和非線性元件,即半導(dǎo)體晶體管組成。在進(jìn)行低頻小信號(hào)放大時(shí),電路中既有直流信號(hào),又有交流信號(hào),因此在分析和設(shè)計(jì)電路時(shí)問(wèn)題錯(cuò)綜復(fù)雜,利用疊加定理和低頻小信號(hào)因素,可使問(wèn)題變得容易。
1 疊加定理
當(dāng)線牲電路中有幾個(gè)電源共同作用時(shí),各支路的電流(或電壓)等于各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)在該支路產(chǎn)生電流(或電壓)的代數(shù)和(疊加)。由于半導(dǎo)體晶體管工作在低頻小信號(hào),把非線性元件,即半導(dǎo)體晶體管當(dāng)作線牲元件分析,再借助疊加定理簡(jiǎn)明分析和設(shè)計(jì)低頻小信號(hào)放大電路。
2 低頻小信號(hào)放大電路分析
圖1為低頻小信號(hào)共射放大電路。其中,us是低頻交流小信號(hào)電壓源;+UCC為直流電壓源。用疊加定理分析研究電路時(shí),首先使各個(gè)電源單獨(dú)作用。+UCC電壓源單獨(dú)作用,則us不作用短路;若us電壓源單獨(dú)作用,則+UCC不作用短路;其次,+UCC,us電壓源各單獨(dú)作用的電壓、電流相疊加。
2.1 +UCC電壓源單獨(dú)作用
由于電容對(duì)直流開(kāi)路,+UCC電壓源單獨(dú)作用可得圖2所示的直流通路。由此可以計(jì)算靜態(tài)(直流)工作點(diǎn)基極電流IB為:
式中:硅管的UBE取0.7 V;鍺管的UBE取0.3 V,靜態(tài)工作點(diǎn)的集電極電流IC:
式中:β為共射電路電流放大倍數(shù)。靜態(tài)工作點(diǎn)的集電極輸出回路電壓UCE:
評(píng)論