第2章_基本放大电路(4)2.3微变等效电路法

1、模拟电子技术教学课件河北科技大学信息学院基础电子教研室2 - 4 - 2 - 4 - 2 - 4 - 2 2 2解解:将电将电容开路容开路即为直即为直流通路。流通路。2.2 画出如图所示各电路的直流通路和交流通路。设所画出如图所示各电路的直流通路和交流通路。设所有电容对交流信号均可视为短路。有电容对交流信号均可视为短路。2 - 4 - 2 - 4 - 2 - 4 - 3 3 3各电路的交流通路如图所示；各电路的交流通路如图所示；2 - 3- 2 - 3- 2 - 3- 4 4 4放大电放大电路分析路分析静态分析静态分析动态分析动态分析估算法估算法图解法图解法微变等效电路法微变等效电路法图解法图

2、解法计算机仿真计算机仿真 分析放大电路就是在理解放大电路工作原理的基分析放大电路就是在理解放大电路工作原理的基础上求础上求静态工作点静态工作点和和各项动态参数各项动态参数。2.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法2 - 3- 2 - 3- 2 - 3- 5 5 5*1、放大电路的直流通路、交流通路的画法；、放大电路的直流通路、交流通路的画法；2 - 3- 2 - 3- 2 - 3- 6 6 6内容回顾内容回顾 2、图解法的应用、图解法的应用 1）计算静态工作点（静态分析）。）计算静态工作点（静态分析）。 2 ）计算电压放大倍数（动态参数的分析）。）计算电压放大倍数（动态参数的分析）。 3

3、）分析放大电路的非线性失真。）分析放大电路的非线性失真。 4 ） 分析电路参数放大电路的影响。分析电路参数放大电路的影响。 5 ）分析放大电路最大输出电压。）分析放大电路最大输出电压。内容内容回顾回顾2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 7 7 7 从晶体管的输入、输出特性曲线可以看出，从晶体管的输入、输出特性曲线可以看出，晶体管各极电压、电流关系呈非线性关系，所晶体管各极电压、电流关系呈非线性关系，所以以晶体管为非线性元件晶体管为非线性元件。给分析晶体管的。给分析晶体管的工作情况造成了一定难度，增加了一定的复杂工作情况造成了一定难度，增加了一定的复杂性。但性。但在一定条件下（在一定

4、条件下（ui i为低频小信号时），为低频小信号时），可以可以将晶体管等效成线性元件将晶体管等效成线性元件，建立线，建立线性模型。这样使问题简单化。性模型。这样使问题简单化。2.3.3 等效电路法等效电路法2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 8 8 8一、晶体管的直流模型一、晶体管的直流模型(了解内容了解内容 ) 晶体管的直流模型晶体管的直流模型: 仅仅适用于晶体管工作在放大适用于晶体管工作在放大状态状态. 当当放大电路工作在静态放大电路工作在静态时，时，晶体管的晶体管的b-e间间UBEQ为一固定电压值为一固定电压值,于是于是b-e间等间等效为效为恒压源恒压源Uon,同时加一个同时加

5、一个PN结确定结确定IBQ的方向。的方向。而而ICQ=IBQ , 与与UCEQ无关，所以无关，所以T c-e间用一间用一受控受控恒流源恒流源来等效，并用一个来等效，并用一个PN结确定结确定ICQ的方向。的方向。 2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 9 9 9于是得到于是得到晶体管的直流模型晶体管的直流模型：2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 101010注意：要求用估算法计算静态工作点。注意：要求用估算法计算静态工作点。1. 画出直流通路；画出直流通路；2. 用晶体管直流模型代替晶体管；用晶体管直流模型代替晶体管；3. 得到得到等效电路，等效电路，计算静态工作点。计算静

6、态工作点。放大电路的直流等效电路放大电路的直流等效电路2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 111111*二、晶体管共射二、晶体管共射h参数等效模型参数等效模型 在共射放大电路中在共射放大电路中, 低频小信号作用时低频小信号作用时,可以可以将晶体管看成一个线性双口网络将晶体管看成一个线性双口网络,利用网络的利用网络的h参参数来表示输入、输出的电压与电流的相互关系，数来表示输入、输出的电压与电流的相互关系，便可得出等效电路，称为便可得出等效电路，称为共射共射h参数等效模型参数等效模型。 这个模型是在小信号作用下的等效电路，所这个模型是在小信号作用下的等效电路，所以只能用于放大电路动态小

7、信号参数的分析。以只能用于放大电路动态小信号参数的分析。也称也称微变等效电路法微变等效电路法。2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 1212121. 输入回路输入回路: 当输入信号很小时，输入特性曲当输入信号很小时，输入特性曲线在小范围内近似直线。线在小范围内近似直线。iBuBE uBE iBbbeBBEbeiuiur 对输入的小交流信号对输入的小交流信号而言，三极管而言，三极管be间相当间相当于电阻于电阻rbe。 rbe是动态电阻，是动态电阻，与与Q的位置有关，是的位置有关，是Q切线切线斜率的倒数。斜率的倒数。2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 131313)mA()m

8、V(26)mA()mV(26)1 (CbbEbbbeIrIrrrbb的量级一般为的量级一般为100300欧，可取欧，可取200或或300欧。欧。IE 为为Q的发射极电流。的发射极电流。对于小功率三极管：对于小功率三极管：2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 1414142. 输出回路输出回路iCuCEbCii近似平行近似平行 iC输出端相当于一个受输出端相当于一个受ib 控制的电流源。控制的电流源。2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 151515CQTbbEQTbbbe)1 (IUrIUrr * 3、晶体管的微变等效模型、晶体管的微变等效模型： Tb-e间用一等效电阻间用

9、一等效电阻rbe来表示来表示( rbe为动态电阻为动态电阻) )； Tc-e间用一受控恒流源来表示间用一受控恒流源来表示 bCii2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 161616ubeibuceicrbe ibibbcecbe1. 微变等效电路模型仅对变化量而言的；微变等效电路模型仅对变化量而言的；2. h参数与参数与Q有关。有关。非常重非常重要！要！icubeuce2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 171717三、放大电路的微变等效电路三、放大电路的微变等效电路画出放大电路的交流通道画出放大电路的交流通道Uirbe IbIbIiIcUoRbRCRL交流通路交流通路R

10、bRCRLuiuo常用有效值表示将交流通道中的三极管将交流通道中的三极管用微变等效电路代替用微变等效电路代替:2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 181818四、共射放大电路动态参数的分析四、共射放大电路动态参数的分析 在放大电路的交流通路中，用晶体管的在放大电路的交流通路中，用晶体管的h参数等效模型取代电路中的晶体管便可得到参数等效模型取代电路中的晶体管便可得到放大电路的放大电路的交流等效电路交流等效电路。2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 1919191. 电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算体现电路的放大能力。体现电路的放大能力。)(bbebiRrIULbORIU

11、bbeLuRrRALCL/ RRR 注意：注意：负号表示输入和输出电压相位相反。负号表示输入和输出电压相位相反。Uirbe IbIbIiIcUoRbRCRLbebrRRRUUALciou/bebrRRAcu2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 2020202. 输入电阻的计算输入电阻的计算输入电阻指的是向放大电路输入端看进去的等效输入电阻指的是向放大电路输入端看进去的等效电阻。电阻。输入电阻的定义：输入电阻的定义：iiiIURUirbe IbIbIiIcUoRbRCRL2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 212121ibbeiIRrI)(bbeRr 电路的输入电阻越大，从

12、信号源取得的电流电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，对信号源的影响程度也越小。越小，对信号源的影响程度也越小。Uirbe IbIbIiIcUoRbRCRLiiiIUR 2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 2222223. 输出电阻的计算输出电阻的计算 对于负载而言，放大电路相当于信号源，从对于负载而言，放大电路相当于信号源，从放大电路输出端看进去的等效电阻放大电路输出端看进去的等效电阻即输出电阻。即输出电阻。输出电阻体现了放大电路带负载能力。输出电阻体现了放大电路带负载能力。2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 2323231） 输出电阻输出电阻RO计算：计算：C

13、ORR注意：注意： 输出电阻与负载无关。输出电阻与负载无关。从放大电路的输出端看进去的电阻。从放大电路的输出端看进去的电阻。 2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 242424COOORIUR所以：所以：2）用加压求流法求输出电阻：）用加压求流法求输出电阻：OUrbeRbRCiIbICIbI00OI 利用加压求流法求电路的输出电阻，令信号源利用加压求流法求电路的输出电阻，令信号源电压电压US=0,但保留其内阻但保留其内阻RS。然后在输出端加一正弦。然后在输出端加一正弦测试信号测试信号UO，于是产生一动态电流，于是产生一动态电流IO，则有，则有2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3

14、 - 252525共射放大电路动态参数的分析共射放大电路动态参数的分析bbeLuRrRALCL/ RRR bbeiRrRCORR2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 262626 说明：虽然利用说明：虽然利用h参数等效模型分析的是参数等效模型分析的是动态参数，但是由于动态参数，但是由于rbe与与Q点紧密相关，而且点紧密相关，而且只有在只有在Q点合适时动态分析才有意义点合适时动态分析才有意义，所以对，所以对放大电路进行分析时，总是遵循放大电路进行分析时，总是遵循“先静态，后先静态，后动态动态”的原则，也只有的原则，也只有Q点合适才可进行动态点合适才可进行动态分析。分析。2 - 3 -

15、2 - 3 - 2 - 3 - 272727例例 :电路如图所示电路如图所示已知已知VCC=12V，Rb=510k， RC=3k ；晶体管的晶体管的rbb=150 ,=80， 导通时的导通时的UBEQ=0.7V； RL=3 k 。（1）求电路的）求电路的Q、Au、Ri和和RO;?SOusUUA（2）若所加信号源内阻为）若所加信号源内阻为Rs,求出：求出：例例2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 282828解解: (1)首先求出首先求出Q点和点和rbe，再求出再求出Au、Ri和和RO。ARUVI2.22bBEQCCBQmAII77.1BQCQVRIVU69.6CCQCCCEQUCEQ

16、大于大于UBEQ，说明，说明Q点在晶体管的放大区。点在晶体管的放大区。2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 292929kIUrrCQTbbbe33.1画出交流等效电路如下：画出交流等效电路如下：2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 3030309033.13/380beLiOurRUUAbebirIU )/()/(LCbLCCORRIRRIU)/(LCLRRR2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 313131berRIURbiii/kRi33.1kRRco32 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 323232（2）uiSiiOSiSOusARRRUUUUUUA36)90(33.1233.1usA2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 333333小结小结基本要求：掌握晶体管的等效模型；基本要求：掌握晶体管的等效模型； 会用等效法分析动态指标。会用等效法分析动态指标。作业：作业： P140 习题习题