微变等效电路法

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。

放大电路微变等效电路法微变等效电路法仅用于对放大电路开展动态分析，不能计算直流静态工作点。

微变等效电路的实质是将由非线性元件三极管组成的交流放大电路等效成一个线性元件开展分析。

1.输入回路的微变等效电路从晶体管的输入特性曲线可见，共射极接法的晶体管的输入回路可用管子的输入电阻来等效代替。

其输入回路的等效电路如图(b)左半部所示。

工作中rbe用下式估算：IE是发射极静态电流，单位为mA。

从晶体管的输出特性曲线可见。

晶体管输出回路可以等效为一个受控的恒流源，如图(b)右半部分所示。

一、放大电路的微变等效电路画放大电路的微变等效电路的步骤是：（1）画出晶体管的微变等效电路，标定基极B、集电极C、发射极E和公共地的位置。

（2）将直流电源UCC及所有的电容短路（将放大电路转换成交流通路），再将其它元件对号入座。

二、放大器的性能分析画出微变等效电路以后，就可以用求解线性电路的方法计算放大器的主要性能指标，包括电压放大倍数、输入电阻ri和输出电阻ro 。

1.电压放大倍数当放大电路的输出端开路时，2.输入电阻ri放大电路对信号源来说是一个负载，可以用一个电阻等效代替，这个电阻既是信号源的负载，又是放大电路的输入电阻。

输入电阻定义为放大电路的输入电压与输入电流之比值，即通常要求放大器的输入电阻高一些，ri愈大，放大电路从信号源吸取的电流愈小，减轻信号源的负担。

3.放大电路的输出电阻ro对负载（或后一级放大电路）来说，放大电路相当于一个具有内阻ro 和Uo'恒压源的信号源，这个等效电源的内阻ro 就是放大电路的输出电阻。

ro越小，负载变化时，输出电压的变化也越小，说明放大电路带负载能力越强。

放大电路的输出电阻ro ，定义为[例1] 在图（a）所示电路中，若晶体管为3DG100，已知在工作点处β=40 ，设UBE =0.7V。

（1）计算静态工作点；（2）求rbe ；（3）计算电压放大倍数；（4）若CE 开路，再计算电压放大倍数；（5）CE未断开时，求放大电路的输入电阻ri、输出电阻rO。

2.3 微变等效电路分析法图解分析法虽然具有直观、形象等优点，但它不能进一步深入地分析放大电路动态性能。

微变等效电路分析法是一种线性化的分析方法，它的基本思想是：把晶体管用一个与之等效的线性电路来代替，从而把非线性电路转化为线性电路，再利用线性电路的分析方法进行分析。

当然，这种转化是有条件的，这个条件就是“微变”，即变化范围很小，小到晶体管的特性曲线在Q点附近可以用直线代替。

这里的“等效”是指对晶体管的外电路而言，用线性电路代替晶体管之后，端口电压、电流的关系并不改变。

由于这种方法要求变化范围很小，因此，输入信号只能是小信号，一般要求U be（即u i）≤10mV。

这种分析方法，只适用于小信号电路的分析，且只能分析放大电路的动态。

2.3.1 晶体管的h参数在合理设置静态工作点和输入为交流小信号的前提下，晶体管可等效为一个线性双端口电路。

如图2.3.1所示。

图2.3.1 晶体管交流电路方框图晶体管的端口电压和电流的关系可表示为如图2.3.2所示。

h参数的定义如图2.3.2。

hie、hre、hfe、hoe这4个参数称为晶体管的等效h参数，它们的物理意义为：hie称为输出端交流短路时的输入电阻，简称输入电阻。

它反映输出电U CE不变时，基极电压对基极电流的控制能力，习惯上用r be表示。

hre称为输入端交流开路时的反向电压传输系数，又称内部电压反馈系数。

它反映输出电压u CE通过晶体管内部对输入回路的反馈作用，它是一个无量纲的比例系数。

hfe称为输出端交流短路时的电流放大系数，简称电流放大系数。

它反映基极电流i B对集电极电流i C的控制能力，即晶体管的电流放大能力，是一个无量纲的数，习惯上用β表示。

hoe称为输入端交流开路时的输出电导，简称输出电导。

它反映当i B不变时，输出电压u CE对输出电流的控制能力。

单位是西门子（S），习惯上用1／r ce表示。

可见，这四个参数具有不同的最纲，故称为混合（Hybrid）参数，记作h。

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）。

微变等效电路怎么画微变等效电路是指给定一段电路，可以在改变某些电路元件参数时保持原有电路功能，但是形状和特性发生微小变化的电路。

它根据电路要求，实现对电路元件参数的调节，实现电路功能的微调。

它的实现有利于保证电路的稳定、可靠性，进而达到电路的噪声抑制和能耗控制。

绘制微变等效电路的方法有很多种，本文将着重讨论两种最常用的绘制方法：改变参数法和分型法。

改变参数法是将电路分解为小部分，并给出每个部分的参数，然后在改变某些参数之后重新绘制电路。

这种方法简单快捷，并且可以有效控制分析精度。

这种方法的基本原理是，将电路分解为几个小部分，找出每个小部分的等效参数，然后再绘制整个电路。

分型法是一种基于分形分析的绘制方法，它可以将复杂的电路分解成简单的部分，结合各个部分的特性，形成完整的电路，实现电路变换。

基本思想是，先将电路分解为几个分形，分析各个分形的特性，然后结合各个分形的特性，绘制整个电路，从而实现电路变换。

改变参数法和分型法是绘制微变等效电路的两种常用方法，本文将简要描述改变参数法。

改变参数法的基本步骤如下：（1）确定电路的元件参数：首先，必须准确确定电路中各个元件的参数，以便可以正确绘制出电路。

（2）将电路分解为基本元件：将电路分解成由电容、电阻、二极管等基本元件组成的小部分，以便于后续的分析。

（3）改变参数：根据电路要求，改变电路中某些元件的参数，以实现电路功能的微调，并确保电路稳定和可靠。

（4）重新绘制电路：使用改变后的元件参数，重新绘制电路，以便确保电路性能满足电路要求。

以上是改变参数法绘制微变等效电路的基本步骤，通过对电路进行改变参数，可以实现对电路功能的调节，从而保证电路的稳定性和可靠性。

分型法的绘制方法也是绘制微变等效电路的一种常用方法，它可以将复杂的电路分解成简单的部分，结合各个部分的特性，形成完整的电路，实现电路变换。

基本步骤如下：（1）对电路进行分形分析：根据电路特性，将电路分解为几个分形，分析各个分形的特性，以便绘制整个电路。

电工电子技术10微变等效电路法汇报人：2024-01-08•10微变等效电路法概述•10微变等效电路法的基本原理目录•10微变等效电路法的实践应用•10微变等效电路法的优缺点•10微变等效电路法的未来发展0110微变等效电路法概述定义与特点定义10微变等效电路法是一种用于分析电路性能的等效电路模型，通过将复杂电路简化为易于分析的等效电路，帮助工程师快速理解电路的工作原理和性能。

特点10微变等效电路法具有简单、直观、精度高等优点，适用于各种类型的电路分析，尤其适用于复杂电路的分析和设计。

电力电子系统在电力电子系统中，10微变等效电路法常用于分析整流器、逆变器、电机控制器等电路的性能和优化设计。

通信系统在通信系统中，10微变等效电路法用于分析信号传输和处理电路的性能，如放大器、滤波器、混频器等。

控制系统在控制系统中，10微变等效电路法用于分析传感器、执行器、控制器等电路的性能和优化设计。

10微变等效电路法的应用场景1 2 3通过使用10微变等效电路法，工程师可以快速分析电路性能，缩短设计周期，提高设计效率。

提高设计效率通过对电路进行10微变等效分析，工程师可以发现电路中的瓶颈和问题，优化电路参数和结构，提高电路性能。

优化电路性能通过使用10微变等效电路法，工程师可以在早期设计阶段预测和解决潜在问题，避免后期修改和返工，从而降低开发成本。

降低成本10微变等效电路法的重要性0210微变等效电路法的基本原理线性元件与非线性元件线性元件元件的伏安特性可以用直线表示，电流和电压成正比。

非线性元件元件的伏安特性不能用直线表示，电流和电压不成正比。

在电路中，如果两个电阻的电压和电流的比值相等，则它们可以等效变换。

电感的等效变换在电路中，如果两个电感的电压和电流的比值相等，则它们可以等效变换。

电阻的等效变换线性元件的等效变换VS非线性元件的等效变换二极管的等效变换在电路中，可以将二极管等效为一个可变电阻，其阻值随二极管两端电压的变化而变化。