第7講 微變等效電路法 - 副本

第七講微變等效電路法2.4.4微變等效電路法晶體管在小信號(hào)(微變量)情況下工作時(shí)，可以在靜態(tài)工作點(diǎn)附近的小范圍內(nèi)用直線段近似地代替三極管的特性曲線，三極管就可以等效為一個(gè)線性元件。這樣就可以將非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個(gè)線性電路。微變等效條件研究的對(duì)象僅僅是變化量信號(hào)的變化范圍很小一、簡(jiǎn)化的

h參數(shù)微變等效電路(一)

三極管的微變等效電路iBuBE晶體管的輸入特性曲線rbe

：晶體管的輸入電阻。在小信號(hào)的條件下，rbe是一常數(shù)。晶體管的輸入電路可用rbe

等效代替。1.輸入電路Q點(diǎn)附近的工作段近似地看成直線可認(rèn)為uBE

與iB

成正比QOiB

uBE

圖2.4.10(a)2.輸出電路假設(shè)在

Q

點(diǎn)附近特性曲線基本上是水平的(iC

與uCE無(wú)關(guān))，數(shù)量關(guān)系上，iC

比iB

大

倍；iBiB從三極管輸出端看，可以用iB

恒流源代替三極管；該恒流源為受控源；為iB

對(duì)iC

的控制。uCE

QiC

O圖2.4.10(b)3.三極管的簡(jiǎn)化參數(shù)等效電路

注意：這里忽略了uCE

對(duì)iC與輸出特性的影響，在大多數(shù)情況下，簡(jiǎn)化的微變等效電路對(duì)于工程計(jì)算來(lái)說(shuō)誤差很小。圖2.4.11

三極管的簡(jiǎn)化h參數(shù)等效電路cbe

+uBE

+uCEiCiBebcrbe

iB+uBE

+uCEiCiB4.電壓放大倍數(shù)Au；輸入電阻Ri、輸出電阻ROC1RcRb+VCCC2RL+++VT+Ri=

rbe//Rb

，Ro=Rcrbe

ebcRcRLRb++圖2.4.12

單管共射放大電路的等效電路(二)

rbe

的近似估算公式rbb：基區(qū)體電阻。reb：基射之間結(jié)電阻。低頻、小功率管rbb

約為300。UT：溫度電壓當(dāng)量。c

beiBiCiE圖2.4.13輸入回路:當(dāng)輸入信號(hào)很小時(shí)，輸入特性曲線在小范圍內(nèi)近似直線。iBuBEuBEiB對(duì)輸入的小交流信號(hào)而言，三極管b—e間相當(dāng)于電阻rbe。

rbe是動(dòng)態(tài)電阻，與Q的位置有關(guān)，是Q切線斜率的倒數(shù)。

1.當(dāng)IEQ

一定時(shí)，

愈大則

rbe

也愈大，選用值較大的三極管其Au

并不能按比例地提高；因：

2.當(dāng)值一定時(shí)，IEQ愈大則rbe

愈小，可以得到較大的Au，這種方法比較有效。

(三)

等效電路法的步驟(歸納)

1.首先利用圖解法或近似估算法確定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Q

。

2.求出靜態(tài)工作點(diǎn)處的微變等效電路參數(shù)

和rbe

。

3.畫出放大電路的微變等效電路?？上犬嫵鋈龢O管的等效電路，然后畫出放大電路其余部分的交流通路。

4.列出電路方程并求解。二、微變等效電路法的應(yīng)用例：接有發(fā)射極電阻的單管放大電路，計(jì)算電壓放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻。C1RcRb+VCCC2RL+++VT+Rerbe

bcRcRLRb+Ree+圖2.4.14

接有發(fā)射極電阻的放大電路rbe

bcRcRLRb+Ree+根據(jù)微變等效電路列方程引入發(fā)射極電阻后，降低了。若滿足(1+)Re>>rbe與三極管的參數(shù)、rbe

無(wú)關(guān)。2.放大電路的輸入電阻引入Re后，輸入電阻增大了。3.放大電路的輸出電阻rbe

ebcRcRLRb++Rerbe

bcRcRbRee將放大電路的輸入端短路，負(fù)載電阻RL

開(kāi)路，忽略c、e之間的內(nèi)電阻rce

。RL圖2.4.14(b)2.5工作點(diǎn)的穩(wěn)定問(wèn)題2.5.1溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響三極管是一種對(duì)溫度十分敏感的元件。溫度變化對(duì)管子參數(shù)的影響主要表現(xiàn)有：

1.UBE

改變。UBE

的溫度系數(shù)約為–2mV/C，即溫度每升高1C，UBE約下降2mV。

2.改變。溫度每升高1C，值約增加0.5%~1%，

溫度系數(shù)分散性較大。

3.ICBO改變。溫度每升高10C，ICBQ

大致將增加一倍，說(shuō)明ICBQ

將隨溫度按指數(shù)規(guī)律上升。溫度升高將導(dǎo)致IC

增大，Q上移。波形容易失真。iCuCEOiBQVCCT=20C

T=50C圖2.5.1

溫度對(duì)Q

點(diǎn)和輸出波形的影響2.5.2靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路一、電路組成——分壓式偏置電路C1RcRb2+VCCC2RL+++++CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB圖2.5.2

分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路由于UBQ

不隨溫度變化，——電流負(fù)反饋式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路

T

ICQIEQUEQUBEQ

(=UBQ–UEQ)IBQICQ2.5.2靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路一、電路組成——分壓式偏置電路C1RcRb2+VCCC2RL+++++CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB圖2.5.2

分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路由于UBQ

不隨溫度變化，——電流負(fù)反饋式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路

T

ICQIEQUEQUBEQ

(=UBQ–UEQ)IBQICQ2.5.2靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路一、電路組成——分壓式偏置電路C1RcRb2+VCCC2RL+++++CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB圖2.5.2

分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路由于UBQ

不隨溫度變化，——電流負(fù)反饋式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路

T

ICQIEQUEQUBEQ

(=UBQ–UEQ)IBQICQ2.5.2靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路一、電路組成——分壓式偏置電路C1RcRb2+VCCC2RL+++++CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB圖2.5.2

分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路由于UBQ

不隨溫度變化，——電流負(fù)反饋式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路

T

ICQIEQUEQUBEQ

(=UBQ–UEQ)IBQICQ2.6放大電路的三種基本組態(tài)三種基本接法共射組態(tài)共集組態(tài)共基組態(tài)2.6.1共集電極放大電路C1Rb+VCCC2RL+Re++RS+~~++__+rbebec(b)等效電路——為射極輸出器圖2.6.1

共集電極放大電路(a)電路圖一、靜態(tài)工作點(diǎn)C1Rb+VCCC2RL+Re++RS+~由基極回路求得靜態(tài)基極電流則(a)電路圖圖2.6.1

共集電極放大電路二、電流放大倍數(shù)所以三、電壓放大倍數(shù)結(jié)論：電壓放大倍數(shù)恒小于1，而接近1，且輸出電壓與輸入電壓同相，又稱射極跟隨器。~++__+rbebec(b)等效電路四、輸入電阻~++__+rbebec輸入電阻較大。Ri五、輸出電阻+_rbebec~輸出電阻低，故帶載能力比較強(qiáng)。Ro圖2.6.2求射極輸出器Ro

的等效電路2.6.2共基極放大電路圖2.6.3

共基極放大電路(a)原理電路

VEE

保證發(fā)射結(jié)正偏；VCC

保證集電結(jié)反偏；三極管工作在放大區(qū)。(b)實(shí)際電路實(shí)際電路采用一個(gè)電源VCC

，用Rb1、Rb2分壓提供基極正偏電壓。C1C2+++_+_ReVEEVCCRcRLVTC1C2VCCRb2Rb1+++++__ReCbRLRc一、靜態(tài)工作點(diǎn)(IBQ,ICQ,UCEQ)圖2.6.3(b)實(shí)際電路C1C2VCCRb2Rb1+++++__ReCbRLRc二、電流放大倍數(shù)微變等效電路由圖可得：所以由于小于1

而近似等于1，所以共基極放電電路沒(méi)有電流放大作用。+_+_Rerbebec圖2.6.4

共基極放大電路的等效電路三、電壓放大倍數(shù)+_+_Rerbebec圖2.6.4由微變等效電路可得共基極放大電路沒(méi)有電流放大作用，但是具有電壓放大作用。電壓放大倍數(shù)與共射電路相等，但沒(méi)有負(fù)號(hào)，說(shuō)明該電路輸入、輸出信號(hào)同相位。四、輸入電阻暫不考慮電阻Re

的作用五、輸出電阻暫不考慮電阻Re

的作用Ro

=

rcb

.已知共射輸出電阻rce

，而rcb

比

rce大得多，可認(rèn)為rcb

(1+

)rce如果考慮集電極負(fù)載電阻，則共基極放大電路的輸出電阻為Ro=Rc//rcb

Rc2.6.3三種基本組態(tài)的比較大(數(shù)值同共射電路，但同相)小(小于、近于

1)大(十幾~一幾百)小大(幾十~一百以上)大(幾十~一百以上)電路組態(tài)性能共射組態(tài)共集組態(tài)共基組態(tài)C1C2VCCRb2Rb1+++++__