放大电路的等效电路分析方法

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。

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。

放大电路的微变等效电路分析法(总5页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--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）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 r 3．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 、CCCS b 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 EQ be β++=）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）。

基本放大电路的两种分析方法1．图解法：主要功能：分析静态工作点，动态范围和波形失真。

分析步骤：①画出三极管的输出特性，根据电路参数求出I BQ ； ②作直流负载线，确定静态工作点；③通过静态工作点作交流负载线；④根据输入信号引起的i b 变化，由交流负载线确定i C 和u CE 的变化范围； ⑤检查是否有失真，确定输出波形。

2．微变等效电路法：主要功能：分析动态参数，计算放大倍数、输入和输出电阻。

分析步骤：①利用估算法或图解法求静态工作点；②根据放大电路的交流通路画出微变等效电路； ③根据三极管参数，利用公式()EQ bb be I 261r r 'β++=求出r be ；④按照线性电路的分析方法求A u 、R i 、R 0 。

对于共射极基本放大电路电压放大倍数A u 、输入电阻R i 、输出电阻R o 的计算公式分别为：A u = -βbe L C r R R // 考虑了信号源内阻R S 的电压放大倍为A uSA uS =Sbe L C R r R R +-//β R i =R b //r beR o = R C3．例题分析右图所示电路中，设三极管的β值为100，U BE ＝0.7V ，r bb ’=200Ω，C 1和C 2足够大，又知U CC ＝10V ，R b ＝490k Ω，R C =RL=3k Ω。

试求：（1）静态时I BQ 、I CQ 、U CEQ ；（2）计算r be ；（3）求电压放大倍数A u ；（4）求输入电阻R i 和输出电阻R o 。

解：（1）根据估算公式可求出静态工作点，其中： I BQ ＝mA 02.04907.010R U U b BEQ CC =-=- I CQ ＝βI BQ =100×0.02=2mAU CEQ =U CC －I CQ R C =10－2×3＝4V（2）根据公式可求出r be ，即：()()Ω=++=β++=k 5.12261001200I 261r r CQ 'bb be （3）根据已知公式可求放大倍数为：()1005.13333100r R //R A be L C u -=+⨯⨯-=β-= （4）电路的输入和输出电阻分别为：R i =R b //r be =1.5k ΩR o ＝R c ＝3k Ω主讲老师建议：✧阅读文字主教材3。

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。