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      探究估算法在單級分壓偏置電路分析計算中的運用

      2015-10-23 16:30:29劉忠良
      文理導(dǎo)航 2015年30期

      劉忠良

      【摘 要】用估算法求分壓偏置電路的靜態(tài)工作點和動態(tài)參數(shù)是電子電工類專業(yè)學(xué)生必須掌握的電路分析方法和解題技能,特別是交流通路中含射極電阻的偏置電路動態(tài)參數(shù)更是學(xué)生的一大學(xué)習難點。本文將力求通過對三道典型例題的探究,來幫助學(xué)生理解掌握估算法在分析分壓偏置電路中的運用。

      【關(guān)鍵詞】估算法;靜態(tài)工作點;動態(tài)參數(shù)

      本人在平時的教學(xué)過程中,常常發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生在用估算法計算分壓偏置電路時,無從下手,分析思路混亂。下面我將從靜態(tài)工作點和動態(tài)參數(shù)的分析計算兩個方面,探究一下估算法在分壓偏置電路分析計算中的運用。

      一、靜態(tài)工作點的分析計算

      【例1】如圖1所示,三極管的電流放大系數(shù)為β。試用估算法分析該電路的靜態(tài)工作點。

      【分析】該題目為典型的單級分壓偏置電路的直流通路。

      分析思路為:VBQ→VEQ→IEQ→ICQ→IBQ→UCEQ

      相關(guān)知識:三極管三極電流關(guān)系、串聯(lián)分壓、電位等。

      【解】

      (1)∵IBQ比較小,基極可近視開路

      ∴VBQ≈ ·UCC;

      (2)∴VEQ=VBQ-UBEQ

      ∴IEQ= ;

      (3)∵IBQ比較小

      ∴ICQ≈IEQ且IBQ= ;

      (4)UCEQ≈UCC-ICQ·(RC+RE) ? ? 圖1

      【例2】如圖2所示,三極管的電流放大系數(shù)為β。試用估算法分析該電路的靜態(tài)工作點。

      【分析】該題目的難點是引入了RB,使得VEQ≠VQ-UBEQ。本題需利用求電位的方法,以確定VQ與IBQ的關(guān)系為突破口。

      分析思路為:VQ→IBQ→ICQ→UCEQ。

      相關(guān)知識:三極管三極電流關(guān)系、串聯(lián)分壓、電位等。

      【解】

      (1)∵IBQ比較小,基極可近視開路

      ∴VQ≈ UCC;

      (2)由《電工基礎(chǔ)》中電位知識,可知

      VQ=IBQ·Rb+UBEQ+(1+β)IBQ·Re

      則IBQ= ;

      (3)ICQ=β·IBQ;

      (4)∵IBQ比較小 ?∴ICQ≈IEQ,

      則UCEQ≈UCC-ICQ·(RC+RE)

      【小結(jié)】由以上兩道例題不難看出,學(xué)生平時學(xué)習和訓(xùn)練中遇到此類題目時,關(guān)鍵在于充分利用好直流電路中電壓、電位等知識,加強學(xué)科之間知識的聯(lián)系。

      二、動態(tài)參數(shù)的分析計算

      當交流通路中含有射極電阻時,很多學(xué)生不能聯(lián)想到電阻串聯(lián)特點和電流放大系數(shù)等效轉(zhuǎn)移兩個知識點,導(dǎo)致動態(tài)參數(shù)中輸入電阻、電壓放大倍數(shù)等分析計算出錯較多。下面我從一道常見的例題入手,探究一下采用估算法時的解題思路和注意事項。

      【例3】某分壓式偏置電路的交流通路如圖3所示,三極管的輸入電阻為rbe,電流放大系數(shù)為β。試用估算法分析其動態(tài)參數(shù)。

      【分析】弄清rbe與RE的關(guān)系是關(guān)鍵:rbe與RE的關(guān)系并不是串聯(lián)關(guān)系。因為流經(jīng)二者的電流不相等,而是ib與ie,所以只有在保證RE兩端電壓不變的前提下,將ie對ib的(1+β)倍數(shù)等效轉(zhuǎn)移給RE,才能“滿足”串聯(lián)支路電流相等的特點,將該支路近視等效成rbe與(1+β)·RE串聯(lián),從而進行等效電阻的串聯(lián)計算。

      圖3

      【解】

      (1)輸入電阻ri:從輸入端看進去為RB與rbe+(1+β)·RE的并聯(lián)等效電阻

      即ri=RB∥[rbe+(1+β)·RE];

      (2)輸出電阻r0:從輸出端看進去僅為RC,則rO=RC;

      (3)電壓放大倍數(shù)Au:

      由以上分析和解題過程不難看出,學(xué)生平時學(xué)習和訓(xùn)練中遇到此類題目時,關(guān)鍵在于理解rbe與RE的關(guān)系,找準輸出電壓和輸入電壓的相關(guān)支路,這樣在學(xué)習中才能達到舉一反三,熟練應(yīng)用。

      (作者單位:江蘇省高淳中等專業(yè)學(xué)校)

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