三種耦合方式下放大電路交流負載線的特性

摘要：通過對常見的阻容耦合、變壓器耦合及直接耦合方式下共發(fā)射極放大電路交流負載線特性的研究，給出了三種耦合方式下放大電路交流負載線的共同形式，以及常見三種耦合方式下共發(fā)射極放大電路交流負載線的具體形式，闡述了這三種耦合方式下放大電路交流負載線的相同和不同之處，以及三種耦合方式直流負載線方程與交流負載線方程的關系。
關鍵詞：交流負載線；放大電路；圖解法；耦合方式

0 引言
圖解法在用于放大電路分析時，由于其形象直觀而常用于放大電路靜態(tài)工作點及波形失真問題的分析。其中，交流負載線則用于估算最大不失真輸出電壓。但是，目前高等院校電子線路教材并沒有給出交流負載線方程的形式及其推導過程，只給出交流負載線的斜率和畫法。因此，在一些文獻中采用戴維南定理或疊加定理等方法推導和討論了共射極阻容耦合放大電路或直接耦合放大電路的交流負載線方程，但是對變壓器耦合放大電路并未作推導和討論。
本文對反映放大電路輸出特性的阻容耦合、變壓器耦合以及直接耦合方式下共發(fā)射極接法放大電路的交流負載線進行了分析和研究，給出了這三種耦合方式下共發(fā)射極放大電路交流負載線的特性，并對變壓器耦合放大電路的交流負載線方程進行了推導。

1 交流負載線及其方程形式
放大電路在交流信號源和直流信號電源共同作用時，晶體管管壓降△uce和集電極電流△ic通過交流等效負載所表現出的關系△ic=f(△uce)描述了交流信號輸入后動態(tài)工作點移動的軌跡，這一直線我們將其稱之為交流負載線。

由文獻知，阻容耦合、變壓器耦合及直接耦合方式共射極放大電路的交流通路輸出端均為如圖1所示的形式。其輸出端交流電壓、電流關系為：

對阻容耦合及直接耦合而言，集電極負載是Rc和RL的并聯值，即。對變壓器耦合而言，集電極負載是，n為變壓器變比。
將交流量、直流量和總的瞬時量之間的關系△ic=Ic+ic，△uce=Uce+uce代入式(1)得：

式(2)代表了通過Q點，斜率為的直線，即為放大電路交流負載線方程。該方程在縱軸上的截距為，在橫軸上的截距為。若設，則其在縱軸和橫軸上的截距也可分別表示為，這與直流負載線在縱軸和橫軸上的截距表現形式完全相同。

2 三種耦合方式下交流負載線的特點
2．1 阻容耦合放大電路
阻容耦和共射極放大電路及交流通路的輸出部分如圖2(a)，圖2(b)所示，其直流負載線方程為：

其輸出端交流電壓、電流關系如式(1)所示。整理式(3)和式(1)得交流負載線方程，如式(2)所示。
由式(3)和式(2)可畫出直流負載線和交流負載線，如圖2(b)所示。從圖中可看出，直接耦合放大電路的直流負載線和交流負載線的斜率不同，交流負載線更陡。