放大电路的微变等效电路分析法

微变等效电路法分析放⼤电路微变等效电路法分析放⼤电路本⽂介绍的定义⼀、简化的h参数微变等效电路⼆、微变等效电路法应⽤本⽂介绍的定义微变等效电路法、h参数微变等效电路、单管共射放⼤电路的微变等效电路、Rbe近似估算、微变等效电路法应⽤。

⼀、简化的h参数微变等效电路微变等效电路法：在信号变化范围很⼩的情况下，三极管电压、电流之间的关系基本是线性的。

此时，可以将⼆极管的输⼊、输出特性曲线近似地视为直线。

⽤⼀个线性电路来等效⾮线性的三极管。

这样的电路称为三极管的微变等效电路。

微变等效电路法⽤于电路的动态分析。

如上图所⽰，对于输⼊特性曲线(a)，可⽤等效电阻表⽰Ube变化量和Ib变化量之间的关系。

对于上图输出特性曲线(b)，Q点附近特性曲线基本上是⽔平的，可以⽤⼀个⼤⼩为βIb的恒流源来代替三极管。

这个电流源是⼀个受控电流源，体现了基极电流ib对集电极电流ic的控制作⽤。

最终得到下图(b)的微变等效电路，称为简化的h参数(混合参数)微变等效电路，因为忽略了Uce对Ic的影响，忽略了Uce对输⼊特性的影响。

但是由于忽略这些影响带来的误差⼩，所以简化的h参数微变等效电路⾜以应对⼯程计算。

单管共射放⼤电路的微变等效电路：⾸先⽤上图b的等效电路代替三极管，然后画其他部分的交流通路。

Ui、Uo、Ib、Ic上⾯有个点，表⽰输⼊电压、输出电压、基极电流、集电极电流的正弦相量。

⼀些公式如下，Au是单管共射放⼤电路的电压放⼤倍数。

Rbe近似估算：Rbe由三部分组成，基区体电阻、基射之间的结电阻、发射区体电阻。

流过PN结的电流Ie与PN两端电压Ube之间的关系：Is是反向饱和电流；Ut温度电压当量，常温等于26mv；⼯作在放⼤区发射结正向偏置，Ube⼤于0.1 。

由于上式括号⾥⾯左边的数远⼤于1，可以简化：对Ube求导，得到Rbe的倒数，那么就可以得到Rbe的值，⽽且在静态⼯作点附近⼀个⽐较⼩的变化范围内，Ie约等于Ieq，那么Reb表⽰如下。

基本放大电路微变等效电路的画法及动态参数分析代素梅【摘要】为降低学生学习晶体管放大电路的分析这一知识的难度,提出了画放大电路微变等效电路的"三线四点法",总结了微变等效电路的画图步骤,按此步骤可画出形式规范的电路并有利于继续分析计算动态参数.详细总结了动态参数的分析步骤和推导过程.为增加学习过程的可视性并激发学生的学习兴趣,应用Multisim电路仿真和设计软件仿真验证动态参数纯理论分析的正确性及可行性.本方法不仅适用于分析基本放大电路,也适用于分析其他较复杂的放大电路.【期刊名称】《安庆师范学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(023)003【总页数】4页(P91-94)【关键词】微变等效电路;放大电路;3线4点;动态分析【作者】代素梅【作者单位】徐州工程学院机电工程学院,江苏徐州221018【正文语种】中文【中图分类】TN710制药工程是一个适应现代医药行业需求而产生的化学、药学和工程学交叉的工科类专业[1]。

电工与电子技术是我校制药工程专业专业开设的工程类专业基础课。

该课程的理论性、综合性和实践性很强，综合了电路基础、模拟电子电路、数字电子电路三门课程的知识，其内容多、范围广。

我校学生的物理和数学基础相对薄弱，且课时较少，学生普遍认为学习难度大[2]。

在该课程的教学中，基本放大电路分析是模拟电子部分比较重要和基础的内容，也是学生学习的难点，包括共射放大电路、共集放大电路和共基放大电路等3种基本放大电路。

微变等效电路法是对放大电路进行动态分析最常用的方法，由基本放大电路画出所对应的微变等效电路是很关键的环节，然后依据微变等效电路计算3个动态参数：电压放大倍数Au、输入电阻ri和输出电阻ro。

很多教材对基本放大电路微变等效电路的画法和动态参数公式的推导过程遵循的基本原则[3]是将放大电路中的所有电容和直流电源的电动势对交流信号短路，晶体管用交流小信号电路模型代替；动态参数根据定义求出，且中间推导过程简单[4-5]，甚至只给出最后结果。

共发射极放大电路的微变等效电路一、概述1.1 研究背景共发射极放大电路是一种常见的电子放大电路，通过控制输入信号的变化来实现电压放大的功能。

而对于共发射极放大电路的微变等效电路的研究，则是为了更好地理解和应用这一电路，提高其性能和稳定性。

1.2 研究意义研究共发射极放大电路的微变等效电路，有助于深入了解其内部工作原理，便于电路设计和优化，提高电路的性能和稳定性，同时也有利于电子工程师的理论学习和实际工程应用。

二、共发射极放大电路的基本原理2.1 共发射极放大电路的结构共发射极放大电路由晶体管、电阻、电容等元件组成，其输入信号通过电容耦合到晶体管的基极，控制晶体管的导通和截止，从而实现对输入信号的放大。

2.2 共发射极放大电路的工作特性共发射极放大电路在放大电压的也具有一定的电流放大功能，其工作特性受到外部电路参数的影响，如负载电阻、电容等。

三、共发射极放大电路的微变等效电路模型3.1 微变等效电路的概念微变等效电路是指在电路分析和设计中，将原始电路按照一定规则抽象成简化的等效电路模型，用于分析电路的小信号响应和频率特性。

3.2 共发射极放大电路的微变等效电路模型对于共发射极放大电路，可以将其抽象成微变等效电路模型，包括输入等效电阻、输出等效电阻、电压增益等参数，便于分析和设计。

四、共发射极放大电路的微变等效电路分析4.1 输入等效电阻共发射极放大电路的输入等效电阻是指在电路的输入端等效看到的电阻，它受到晶体管的导通和截止状态的影响，可以通过微变等效电路模型进行分析和计算。

4.2 输出等效电阻共发射极放大电路的输出等效电阻是指在电路的输出端等效看到的电阻，它受到负载电阻的影响，同样可以通过微变等效电路模型进行分析和计算。

4.3 电压增益电压增益是指共发射极放大电路输出电压与输入电压之间的增益关系，也可以通过微变等效电路模型进行分析和计算。

五、共发射极放大电路的微变等效电路应用5.1 电路设计优化通过微变等效电路模型的分析，可以对共发射极放大电路进行设计优化，使其在特定的工作条件下达到最佳的性能指标。

学校工作总结本学期，我校工作在全体师生的大力支持下，按照学校工作计划及行事历工作安排，紧紧围绕提高教育教学质量的工作思路，不断强化学校内部管理，着力推进教师队伍建设，进一步提高学校办学水平，提升学校办学品位，取得了显著的成绩。

现将我校一学期来的工作总结如下：一、德育工作本学期我校德育工作围绕学校工作中心，精心安排了“文明守纪”、“良好习惯养成”、“光辉的旗帜”、“争先创优”等主题教育月活动，从培养学生的行为规范，狠抓养成教育入手，注重务实，探索途径，加强针对性、实效性和全面性，真正把德育工作落到实处。

1.强化学生养成教育，培养学生良好习惯。

本学期，我校德育工作十分注重学生的常规管理，尤其重视对学生的养成教育。

一是利用班队会、红领巾广播站、国旗下演讲对学生进行品德熏陶。

二是以文明监督岗为阵地，继续强化了“文明班集体”的创建评比活动，通过卫生、纪律、两操等各项常规的评比，增强了学生的竞争意识，同时也规范了学生的行为。

三是继续加大值周检查的力度，要求值周领导、教师、学生按时到岗，在校门口检查、督促学生有秩序出入校园，从而使学生的行为规范时时有人抓，处处有人管，形成了良好的局面。

2.抓好班主任队伍建设，营造全员育人氛围。

班主任是学校德育工作最重要的力量，为了抓好班主任队伍建设，提高班主任素质水平，学校在第十二周组织开展了班主任工作讲座，在学期末举行了班主任工作交流，在活动中探索行之有效的工作方法，总结经验，交流心得，使班级管理工作更上新台阶。

3.充分发挥主题班队会的教育功能。

主题班队会,是对学生进行德育教育的一种特殊而卓见成效的方式之一。

为了充分发挥主题班队会的教育意义，第十三周，四（3）中队举行了“祖国美，家乡好”主题队会观摩活动，有效规范了我校主题中队会程序，强化了主题队会对学生的思想教育作用。

二、学校管理工作1.建立健全规章制度。

学期初，学校制定了出明确的目标计划及管理措施，做到了目标明确、工作具体，有效地增强了全体教师参与学校管理的主人翁意识，充分调动了全体教师的工作积极性，保障了教育教学工作的顺利开展。

三种放大电路的微变等效电路一、引言放大电路是电子工程中最基本的电路之一，其作用是将输入信号放大到一定程度后输出。

在实际应用中，我们常常需要对不同类型的信号进行放大，因此需要设计不同类型的放大电路。

本文主要介绍三种常见的放大电路：共射极放大电路、共基极放大电路和共集极放大电路，并对它们进行微变等效电路的分析。

二、共射极放大电路1. 基本原理共射极放大电路（Common Emitter Amplifier）是最常见的一种放大电路，其基本原理如下图所示：其中，Vcc为直流供电电压，Rb为输入信号源阻抗，Rc为负载阻抗，Re为发射极稳压器阻抗。

2. 微变等效电路在微变等效电路中，我们将所有直流元件短接或开路，并用小信号模型替换晶体管。

如下图所示：其中，rπ为输入阻抗，gm为转移导纳（即传输系数），r0为输出阻抗。

3. 放大倍数计算根据微变等效电路可得到放大倍数的计算公式：Av = -gm(Rc||RL)其中，Rc为晶体管的负载电阻，RL为输出电路的负载电阻。

4. 特点和应用共射极放大电路具有以下特点：（1）输入阻抗较高，输出阻抗较低；（2）放大倍数较大，一般可达几十至上百倍；（3）适用于中频和高频信号放大。

三、共基极放大电路1. 基本原理共基极放大电路（Common Base Amplifier）是一种常见的低噪声、高频率的放大电路。

其基本原理如下图所示：其中，Vcc为直流供电电压，Rb为输入信号源阻抗，Rc为负载阻抗。

2. 微变等效电路在微变等效电路中，我们将所有直流元件短接或开路，并用小信号模型替换晶体管。

如下图所示：其中，rπ为输入阻抗，gm为转移导纳（即传输系数），r0为输出阻抗。

放⼤电路分析⽅法、图解法分析放⼤电路放⼤电路分析⽅法、图解法分析放⼤电路⼀、本⽂介绍的定义⼆、放⼤电路分析⽅法三、图解法⼀、本⽂介绍的定义放⼤电路分析、图解法、微变等效电路法、静态分析、动态分析、直流通路、交流通路、单管共射放⼤电路的直流和交流通路、静态⼯作点、图解法分析静态、直流负载线、交流负载线、电压放⼤倍数公式、交直流并存状态、电压放⼤作⽤、倒相作⽤、⾮线性失真、截⽌失真、饱和失真、最⼤输出幅度、电路参数对静态⼯作点的影响、⼆、放⼤电路分析⽅法放⼤电路分析：放⼤电路主要器件如双极型三极管、场效应管，特性曲线是⾮线性的，对放⼤电路定量分析，需要处理⾮线性问题，常⽤⽅法，图解法和微变等效电路法。

图解法：在放⼤管特性曲线上⽤作图的⽅法对放⼤电路求解。

微变等效电路法：将⾮线性问题转化成线性问题，也就是，在较⼩变化范围内，近似认为特性曲线是线性的，导出放⼤器件等效电路和微变等效参数，利⽤线性电路适⽤的定律定理对放⼤电路求解。

静态分析：讨论对象是直流成分，分析未加输⼊信号时，电路中各处的直流电压、直流电流。

动态分析：讨论对象是交流成分，加上交流输⼊信号，估算动态技术指标，电压放⼤倍数、输⼊电阻、输出电阻、通频带、最⼤输出功率。

直流通路：电容所在路视为开路；电感所在路视为短路。

交流通路：电容容抗为1/(wC)，电容值⾜够⼤，电容所在路视为短路；电感感抗为wL；理想直流电压源Vcc视为短路(因为电压恒定不变)；理想电流源，视为开路(因为电流变化量为0) 。

单管共射放⼤电路的直流和交流通路：如下图，直流通路，将隔直电容开路；交流通路，将隔直电容短路，直流电源Vcc短路。

静态⼯作点：三极管基极回路和集电极回路存在着直流电流和直流电压，这些电流电压在三极管输⼊输出特性曲线上对应⼀个点，称为静态⼯作点，静态⼯作点的基极电流Ibq、基极与发射极之间的电压Ubeq、集电极电流Icq、集电极与发射极电压Uceq。

三、图解法图解法分析静态：⽤作图的⽅法分析放⼤电路静态⼯作点。

放大电路的微变等效电路分析法（简化h 参数等效电路法）一．晶体管微变等效电路 （晶体管微变等效模型）U CEI I(b )eI U CE(a )c1．从输入端看，be 间等效为晶体管输入电阻bbebe i u r =)()(26)1(003)1(mA I mV I U r r EQ EQ T bbbe ββ++=++'=bbr '：晶体管基区电阻，一般取Ω200 2．从输出端看，ce 间等效为流控流源b c i i β= ∞=ce r3．注意：1）电流源b i β方向由b i 决定；【2）be r 、i R 和bbr '的区别。

be r :晶体管输入电阻，i R :放大器输入电阻；bb r ':晶体管基区电阻。

'i R ：晶体管输入端放大器输入电阻3）等效电路对管外等效，管内不等效，be r 、CCCSb i β并不存在，是等效模型；4）放大器分析时，注意b 、e 、c 与管外电路的对应关系。

（管外电路不变）。

5）等效关系：be 间电阻be r ；ce 间电流源b i β；bc 间开路。

(标注b i 和b i β以及各自方向)_4．画放大器微变参数等效电路的步骤： 1）画交流通路；2）将放大器交流通路中的晶体管用微变等效模型代替，管外电路不变。

注意：（1）b i 、b c i i β=及方向的标注；（2）放大器i u 、o u 物理量及方向的标注。

（3） be 间电阻be r ；ce 间电流源b i β；bc 间开路。

|（4）计算be r （)()(26)1(003mA I mV r EQbeβ++=）2．放大器的动态分析（性能指标求法）1）画放大器的交流通路；2）画放大器的微变等效电路并求出be r （晶体管用简化h 参数等效模型代替，管外电路不变）。

3）求出放大器动态性能指标（按定义）。

（1）放大倍数iou u u A = （o u 、i u 按照b i 流经的路径求、注意参考方向）； sous u u A = （考虑信号源内阻时的电压放大倍数）is iu s i i o s o us R R R A u u u u u u A +⨯=⨯==(sR 为信号源内阻（2）输入电阻i iii R R i u R '==//偏 /iR ：（从晶体管输入端看进去放大器的等效电阻； /iR 要在微变等效电路中标注）。

放大电路的三种基本分析方法i c =0,U CE =V CC =12vu CE =0,ic=123CC c V R k==4mA （3）连接两点，得直流负载线。

（4）列基极输入回路，计算I BQI BQ =CC BE b V U R -=120.7280k-≈0.04mA=40μA（5）找出直流负载线与i B = I BQ =40μA 的交点，即为Q 点，从图上查出I BQ =40μA 、I CQ =2mA 、U CEQ =6v 。

（与上例结果一致）2、电路参数对静态工作点的影响 （1） R b 对Q 点的影响R b 增大，I BQ 减小，Q 点沿直流负载线下移，易产生截至失真。

R b 减小，I BQ 增大，Q 点沿直流负载线上移，易产生饱和失真。

非线性失真分为截止失真和饱和失真两种。

① 饱和失真当放大电路的静态工作点Q 选取比较高时，I BQ 较大，U CEQ 较小，输入信号的正半周进入饱和区而造成的失真称为饱和失真。

图2.10所示为放大电路的饱和失真。

u i 正半周进入饱和区造成i c 失真，从而使u o 失真。

图2.10饱和失真消除饱和失真的方法是：增大R b ，即减小I BQ ，使Q 点下移至中心位置。

板书饱和失真与截至失真i c/m AM u CE/v I BQ1IBQI BQ2图2.9 R b 对Q 点的影响aQ 1R b1>R bQ 2R b2<R bN② 截至失真当放大电路的静态工作点Q 选取比较低时，I BQ 较小，输入信号的负半周进入截止区而造成的失真称为截止失真。

图2.11所示为放大电路的截止失真。

图2.11截至失真消除截至失真的方法是：减小R b ，即增大I BQ ，使Q 点上移至中心位置。

（2）Rc 对Q 点的影响R c 的变化，仅改变直流负载线的斜率。

R c ↓，Q 点↑，i B = I BQ 曲线右移；R c ↑，Q 点↓，i B = I BQ曲线左移。