模拟电子技术_放大电路分析-小信号模型分析法

1、 共射极放大电路共射极放大电路4,3,9作业图作业图3. 小信号模型分析法的适用范围小信号模型分析法的适用范围(小结）小结） 放大电路的输入信号幅度较小，放大电路的输入信号幅度较小，BJTBJT工作在其工作在其V VI I特性特性曲线的线性范围（即放大区）内。曲线的线性范围（即放大区）内。H H参数的值是在静态工作参数的值是在静态工作点上求得的。所以，放大电路的动态性能与静态工作点参数点上求得的。所以，放大电路的动态性能与静态工作点参数值的大小及稳定性密切相关。值的大小及稳定性密切相关。优点优点： 分析放大电路的动态性能指标分析放大电路的动态性能指标(Av 、Ri和和Ro等等)非常方便，非常方

2、便，且适用于频率较高时的分析。且适用于频率较高时的分析。缺点缺点： 在在BJT与放大电路的小信号等效电路中，电压、电流等与放大电路的小信号等效电路中，电压、电流等电量及电量及BJT的的H参数均是针对变化量参数均是针对变化量(交流量交流量)而言的，不能用而言的，不能用来分析计算静态工作点。来分析计算静态工作点。4. 小信号模型分析法的分析步骤小信号模型分析法的分析步骤1 1、遵循遵循“先静态后动态先静态后动态”的原则，静态分析时应利用直流的原则，静态分析时应利用直流通路，动态分析时应利用交流通路或交流等效电路。只有在通路，动态分析时应利用交流通路或交流等效电路。只有在静态工作点合适的情况下，动态

3、分析才有意义。静态静态工作点合适的情况下，动态分析才有意义。静态IE的值的值用来求用来求rbe。2 2、画出放大电路的交流等效电路，并求出画出放大电路的交流等效电路，并求出rbe。3 3、根据要求求解动态参数根据要求求解动态参数Av，Ri，Ro。练习：画出下图所示电路的小信号模型。练习：画出下图所示电路的小信号模型。练习：画出下图所示电路的小信号模型。练习：画出下图所示电路的小信号模型。4.4 放大电路静态工作点放大电路静态工作点的稳定问题的稳定问题4.4.1 温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响4.4.2 射极偏置电路射极偏置电路1. 基极分压式射极偏置电路基极分压式射极偏置电路2.

4、 含有双电源的射极偏置电路含有双电源的射极偏置电路3. 含有恒流源的射极偏置电路含有恒流源的射极偏置电路温度升高使温度升高使IC增加增加4.4.1 温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响动画演示动画演示温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响动画演示静态工作点动画演示静态工作点4.4.2 射极偏置电路射极偏置电路（1 1）稳定工作点原理）稳定工作点原理 目标：温度变化时，使目标：温度变化时，使IC维持恒定。维持恒定。 如果温度变化时，如果温度变化时，b点电点电位能基本不变位能基本不变，则可实现静，则可实现静态工作点的稳定。态工作点的稳定。T 稳定原理：稳定原理： IC IE VE 、

5、VB不变不变 VBE IB IC （反馈控制）（反馈控制）1. 基极分压式射极偏置电路基极分压式射极偏置电路(a) 原理电路原理电路 (b) 直流通路直流通路动画演示动画演示b点电位基本不变的条件点电位基本不变的条件：I1 IBQ ，CCb2b1b2BQVRRRV 此时，此时，VBQ与温度无关与温度无关VBQ VBEQ一般取一般取 I1 =(510)IBQ ， VBQ =35V 1. 基极分压式射极偏置电路基极分压式射极偏置电路（1 1）稳定工作点原理）稳定工作点原理1. 基极分压式射极偏置电路基极分压式射极偏置电路（2 2）放大电路指标分析）放大电路指标分析静态工作点静态工作点CCb2b1b

6、2BQVRRRV eBEQBQEQCQRVVII )(ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVV IICQBQ 不再先求不再先求IBQBQCEQCQEQEQIVIIVV,BQ电压增益电压增益画小信号等效电路画小信号等效电路（2 2）放大电路指标分析）放大电路指标分析电压增益电压增益输出回路：输出回路：)/(LcboRRi v输入回路：输入回路：ebbebeebebi)1(RiriRiri v电压增益：电压增益：ebeLcebebLcbio)1()/()1()/(RrRRRriRRiA vvv确定模型参数确定模型参数 已知，求已知，求r rbebe)mA()mV(26)1(200EQ

7、beIr 增益增益（可作为公式用）（可作为公式用）（2 2）放大电路指标分析）放大电路指标分析输入电阻输入电阻则输入电阻则输入电阻放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻（2 2）放大电路指标分析）放大电路指标分析)1(ebebiRri vb2ib1iei)1( RRRriiivvv bebibRb2b1eiii11)1(11RRRriR bev)1(|ebeb2b1RrRR 输出电阻输出电阻求输出电阻的等效电路求输出电阻的等效电路 网络内独立源置零网络内独立源置零 负载开路负载开路 输出端口加测试电压输出端口加测试电压（2 2）放大电路指标分析）放大电路指标分

8、析输出电阻输出电阻oco/ RRR 0)()(ecbsbeb RiiRri0)()(ebccebct Riiriiv其中其中b2b1ss/RRRR 则则)1(esbeecectoRRrRriR v当当coRR 时，时，coRR 一般一般cceoRrR （） 固定偏流放大电路固定偏流放大电路静态：静态：bBEQCCBQRVVI BQCQII cCQCCCEQRIVV CCb2b1b2BQVRRRV eBEQBEQCQRVVII )(ecCQCCCEQRRIVV CQBQII (3) 固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流电路与射极偏置电路的比较射极偏置放大电路射极偏置放大电路电压增益：电压增益

9、：beLc)/(rRRAV ebeLc)1()/(RrRRAV 输入电阻：输入电阻：bebi/rRivRii ebeb2b1i)1(/RrRRR 输出电阻：输出电阻：Ro = Rc coRR 动态：动态：ibicivivoibicibibvivobcebeLc)/(rRRAV bebi/rRivRii + +VCC C2 + C1 Ce + Rc Re2 RL vo T Rb1 + Re1 Rb2 + vi e1beLc)1()/(RrRRAv e1beb2b1i)1(/RrRRR vivobceibicieib12. 含有双电源的射极偏置电路含有双电源的射极偏置电路（1 1）阻容耦合阻容耦合

10、静态工作点静态工作点0)()(EEEQe2e1BEQBQb VIRRVIRCQEQII )()(e2e1EQcCQEECCCEQRRIRIVVV BQCQII IBQ2. 含有双电源的射极偏置电路含有双电源的射极偏置电路（2 2）直接耦合直接耦合考虑RL对静态工作点的影响3. 含有恒流源的射极偏置电路含有恒流源的射极偏置电路静态工作点由恒流源提供静态工作点由恒流源提供分析该电路的分析该电路的Q点及点及、 、 vAiRoR4.5 共集电极放大电路和共集电极放大电路和共基极放大电路共基极放大电路4.5.1 共集电极放大电路共集电极放大电路4.5.2 共基极放大电路共基极放大电路4.5.3 放大电路

11、三种组态的比较放大电路三种组态的比较4.5.1 共集电极放大电路共集电极放大电路1.1.静态分析静态分析共集电极电路结构如图示共集电极电路结构如图示该电路也称为该电路也称为射极输出器射极输出器ebBEQCCBQ)1(RRVVI eCQCCeEQCCCEQRIVRIVV BQCQII eEQBEQbBQCCRIVRIV BQEQ)1(II 由由得得直流通路直流通路 小信号等效电路小信号等效电路4.5.1 共集电极放大电路共集电极放大电路2.2.动态分析动态分析4.5.1 共集电极放大电路共集电极放大电路2.2.动态分析动态分析电压增益电压增益输出回路：输出回路：输入回路：输入回路：Lbbebi)

12、1(Riri v电压增益：电压增益：1)1()1()1()1(LbeLLbeLLbebLbio RrRRrRRriRiAvvv其中其中LeL/ RRR Lbo)1(Ri v一般一般beLrR ，则电压增益接近于，则电压增益接近于1 1，同相同相与与iovv电压跟随器电压跟随器1 vA即即。4.5.1 共集电极放大电路共集电极放大电路2.2.动态分析动态分析输入电阻输入电阻当当1 ，beLrR 时，时，Lbi/RRR 输入电阻大输入电阻大)1(| )1(LbLibiiiiiRrRRrRiR bebevvvv输出电阻输出电阻由电路列出方程由电路列出方程eetRiii )(sbebtRri vete

13、RiR v其中其中bss/ RRR 则则输出电阻输出电阻rRRiR 1/besettov当当 1beserRR，1 时，时， besorRR 输出电阻小输出电阻小4.5.1 共集电极放大电路共集电极放大电路2.2.动态分析动态分析rRRR 1/beseo共集电极电路特点：共集电极电路特点：同相同相与与iovv 电压增益小于电压增益小于1 1但接近于但接近于1 1， 输入电阻大，对电压信号源衰减小输入电阻大，对电压信号源衰减小 输出电阻小，带负载能力强输出电阻小，带负载能力强)1(/LbebiRrRR 1 vA。4.5.1 共集电极放大电路共集电极放大电路动画演示动画演示4.5.2 共基极放大电

14、路共基极放大电路1.1.静态工作点静态工作点 直流通路与射极偏置电路相同直流通路与射极偏置电路相同CCb2b1b2BQVRRRV eBEQBQEQCQRVVII )( ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVV IICQBQ 2.2.动态指标动态指标电压增益电压增益输出回路：输出回路：输入回路：输入回路：电压增益：电压增益：LcL/ RRR 交流通路交流通路 小信号等效电路小信号等效电路 LboRi vbebiri vbeLiorRA vvv 输入电阻输入电阻 输出电阻输出电阻coRR 2.2.动态指标动态指标小信号等效电路小信号等效电路 beeeiiiiiRR)1(i eeRiR

15、/iv bebri/iv beieiiiii)1(/rRiRvvvvrR 1|bee4.5.3 放大电路三种组态的比较放大电路三种组态的比较3.3.三种组态的特点及用途三种组态的特点及用途共射极放大电路：共射极放大电路： 电压和电流增益都大于电压和电流增益都大于1 1，输入电阻在三种组态中居中，输出电阻与集，输入电阻在三种组态中居中，输出电阻与集电极电阻有很大关系。适用于低频情况下，作多级放大电路的中间级。电极电阻有很大关系。适用于低频情况下，作多级放大电路的中间级。共集电极放大电路：共集电极放大电路： 只有电流放大作用，没有电压放大，有电压跟随作用。在三种组态中，只有电流放大作用，没有电压放

16、大，有电压跟随作用。在三种组态中，输入电阻最高，输出电阻最小，频率特性好。可用于输入级、输出级或缓冲输入电阻最高，输出电阻最小，频率特性好。可用于输入级、输出级或缓冲级。级。共基极放大电路：共基极放大电路： 只有电压放大作用，没有电流放大，有电流跟随作用，输入电阻小，输只有电压放大作用，没有电流放大，有电流跟随作用，输入电阻小，输出电阻与集电极电阻有关。高频特性较好，常用于高频或宽频带低输入阻抗出电阻与集电极电阻有关。高频特性较好，常用于高频或宽频带低输入阻抗的场合，模拟集成电路中亦兼有电位移动的功能。的场合，模拟集成电路中亦兼有电位移动的功能。 4.5.3 放大电路三种组态的比较放大电路三种

17、组态的比较4.6 组合放大电路组合放大电路4.6.1 共射共射共基放大电路共基放大电路4.6.2 共集共集共集放大电路共集放大电路 组合电路分析基本原则：组合电路分析基本原则：组合组合放大电路总的电压增益等于组成它放大电路总的电压增益等于组成它的各级单管放大电路电压增益的乘的各级单管放大电路电压增益的乘积。积。 前一级的输出电压是后一级的前一级的输出电压是后一级的输入电压，后一级的输入电阻是前输入电压，后一级的输入电阻是前一级的负载电阻一级的负载电阻RL。4.6.1 共射共射共基放大电路共基放大电路共射共基放大电路共射共基放大电路4.6.1 共射共射共基放大电路共基放大电路21o1oio1io

18、vvvvvvvvvAAA )1(2be1be21be1L11rrrRA vbe2Lc22be2L222)|(rRRrRA v其中其中 be2Lc22be12be21)|()1 (rRRrrA v所以所以 12 因为因为be1Lc21)|(rRRA v因此因此 组合放大电路总的电压增益等于组合放大电路总的电压增益等于组成它的各级单管放大电路电压增益组成它的各级单管放大电路电压增益的乘积。的乘积。 前一级的输出电压是后一级的输前一级的输出电压是后一级的输入电压，后一级的输入电阻是前一级入电压，后一级的输入电阻是前一级的负载电阻的负载电阻RL。电压增益电压增益2be2L1rR 4.6.1 共射共射共基放大电路共基放大电路输入电阻输入电阻RiiiivRb|rbe1Rb1|Rb2|rbe1 输出电阻输出电阻Ro Rc2 T T1 1、T T2 2构成复合管，可等效为一个构成复合管，可等效为一个NPNNPN管管(a) (a) 原理图原理图 (b)(b)交流通路交流通路4.6.2 共集共集共集放大电路共集放大电路4.6.2 共集共集共集放大电路共集放大电路1. 复合管的主要特性复合管的主要特性两只两只NPN型型BJT组成的复合管组成的复合管 rberb