小信号模型分析法
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回忆BJT三极管的小信号模型BJT双口网络BJT管小信号模型4.4 小信号模型分析4.4.1 MOSFET小信号模型分析(1)模型iD Kn (vGS VT )2 Kn (VGSQ vgs VT )2 Kn[(VGSQ VT ) vgs ]2 Kn (VGSQ VT )2 2Kn (VGSQ VT )vgs Kn vg2s IDQ gm vgs Kn vg2s静态值 (直流)动态值 (交流)非线性 失真项gm 2Kn (vGS VT )当 vgs<< 2(VGSQ- VT )时, iD IDQ gmvgs IDQ id直流+交流3. 小信号模型分析 FET低频小信号模型SiO2 绝缘层(1)输入回路g、s间: iG 0, rgs= 106~109Ω, g、s开路(2)输出回路d、s间: id gmvgs 电压控制电流源rds vDS iD 1ID0时λ=0时, rds= ∞4.4.2 共源极放大电路分析例4.4.1 VDD = 5V, Rd=3.9k Rg1=60k, Rg2=40k。
VT = 1V, Kn = 0.8mA/V2,=0.02V-1 。
计算 静态值, 小信号电压增益Av,Ri, Ro电路分析: vig极组态判断 vod极剩 s极 共用=0.02共源极放大电路例4.4.1(1)电路的静态值(画直流通路)解:VGSQ Rg2 Rg1 Rg2 VDD 40 5V 2V 60 40+ VGS ID + VDS IDQ Kn(VGS VT )2 (0.8)(2 1)2mA 0.8mA直流通路VDSQ VDD IDRd [5 0.8 3.9]V 1.88V满足 VGS VT ,VDS (VGS VT ) ,工作在饱和区(2)放大电路动态分析 小信号等效电路:①直流电源VDD短路 — 接地; ②电容Cb1、 Cb2短路;例4.4.1 (2)放大电路动态分析gm 2Kn (VGSQ VT ) 2 0.8 (2 1)mS 1.6mSsRg2rds [Kn (vGS VT )2 ]11ID小信号等效电路IDQ Kn (VGS VT )2 1 k 62.5k 0.02 0.8Avvo vigmvgs (rds v gs// Rd ) gm (rds // Rd ) 5.87Ri Rg1 // Rg2 24k Ro rds // Rd 3.67ksRg2小信号等效电路4.4.3 带源极电阻的共源极放大电路(稳Q点)电路分析: vig极组态判断: vod极剩 s极 共用共源极放大电路sis比较分压式射极偏置电路: 稳Q点4.4.3 带源极电阻的共源极放大电路(稳Q点)1. 求 静态工作点(画直流通路)VGS VG VS[Rg2 Rg1 Rg2(VDDVSS)VSS]sis ( ID Rs VSS )ID Kn (VGS VT )2IDVDS (VDD VSS ) ID ( Rd Rs )+验证是否满足 VGS VT ,VDS (VGS VT ) 饱和区条件:VG +VGSVS VDS s直流通路(2)放大电路动态分析小信号等效电路:①直流电源VDD、VSS短路 — 接地;②电容Cb1、 Cb2短路;sis(2)放大电路动态分析rds [Kn (vGS VT )2 ]11IDgm 2Kn (VGSQ VT )Av vo vi gmvgs Rd v gs gmvgs Rssi gm Rd 1 gm RsRi Rg1 // Rg2Ro Rd=0, rds→∞isRg2s小信号等效电路Avsvo vSvo vivi vSAvRiRi RSi。
放大电路分析方法放大电路是一种用于提高信号幅度的电路,广泛应用于各种电子设备中。
对于放大电路的分析,有许多不同的方法可供选择。
本文将介绍放大电路的几种常用分析方法,并重点讨论小信号模型法和大信号模型法。
一、小信号模型法小信号模型法是一种基于线性近似的方法,适用于分析非线性电路以及在其中一工作点附近的放大电路。
该方法的基本思想是将非线性电路视为线性电路的叠加,通过线性电路的分析求解非线性电路的行为。
以下是使用小信号模型法进行分析时需要遵循的步骤:1.选取工作点:首先,需要确定放大电路的工作点。
这通常涉及使用直流偏置电路来确定电路的直流工作条件。
2.建立小信号模型:其次,需要将放大电路线性化为小信号模型。
这涉及将非线性的器件(如晶体管)进行局部分析,并简化为线性等效电路。
3.求解等效电路:然后,需要对等效电路进行分析。
这通常涉及使用网络理论和线性系统的分析技巧来求解电路的响应。
4.评估放大性能:最后,需要根据等效电路的分析结果评估放大电路的性能。
这通常涉及计算增益、输入阻抗、输出阻抗等指标。
小信号模型法的优点是可以提供对放大电路行为的定量分析。
然而,由于其基于线性近似,只适用于工作点附近的小信号分析。
二、大信号模型法大信号模型法是一种基于非线性分析的方法,适用于分析工作点偏离很远的放大电路,或者涉及大信号激励的情况。
该方法的基本思想是直接分析非线性放大电路的行为,忽略器件的非线性特性。
以下是使用大信号模型法进行分析时需要遵循的步骤:1.建立非线性模型:首先,需要建立器件的非线性模型。
这可以通过等效电路、传输特性等方式实现。
2.求解非线性方程:其次,需要根据非线性模型和电路拓扑关系,建立非线性方程。
这通常涉及使用基本的电路分析技巧,如基尔霍夫定律。
3.进行数值模拟:然后,可以使用数值模拟工具,如SPICE软件,来求解非线性方程。
这可以提供对电路行为的详细分析。
4.评估放大性能:最后,可以根据数值模拟结果评估放大电路的性能。