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1、第第2章章基本基本放大电路放大电路 建立小信号模型的意义建立小信号模型的意义建立小信号模型的思路建立小信号模型的思路当放大电路输入沟通小信号时，就可以把三极管小范当放大电路输入沟通小信号时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，即把围内的特性曲线近似地用直线来代替，即把BJT这个非线这个非线性元件线性化，用它的线性沟通小信号模型来代替，这个性元件线性化，用它的线性沟通小信号模型来代替，这个模型也称为微变等效电路。从而可以把三极管这个非线性模型也称为微变等效电路。从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。最终可以便利的器件所组成的电路当作线性电路来处理。最终可以
2、便利的利用电路理论来分析电路的沟通性能。利用电路理论来分析电路的沟通性能。由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析特别困难。建立小信号模型，就是将非线性器件做分析特别困难。建立小信号模型，就是将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。2.4微变等效电路分析法微变等效电路分析法（小信号模型分析方法）（小信号模型分析方法）第第2章章基本基本放大电路放大电路 1.h共射共射参数的引出参数的引出在小信号状况下，对上两式取全微分得在小信号状况下，对上两式取全微分得用小信号沟通重量表示用小信号沟通重
3、量表示uBEuCEiBcebiCBJT双口网络双口网络从输入特性看：从输入特性看：uBE是是iB和和uCE的函数的函数uBE=f1(iB,uCE)从输出特性看：从输出特性看：iC是是iB和和uCE的函数的函数iC=f2(iB,uCE)i（input）输入输入r（reverse）反向传输反向传输f（forward）正向传输正向传输o（output）输出输出e共射接法共射接法第第2章章基本基本放大电路放大电路（1）uCE=常数，常数，iB=常数的意义常数的意义uCE=常数常数duCE=0即输出端只有直流输出，没有沟通输出。即输出端只有直流输出，没有沟通输出。相当于输出端沟通短路。相当于输出端沟通短
4、路。iB=常数常数diB=0即输入端只有直流电流输入，没有沟通电流。即输入端只有直流电流输入，没有沟通电流。相当于输入端沟通开路。相当于输入端沟通开路。因为此时只有直流电流和电压，所以是在静态工作点旁因为此时只有直流电流和电压，所以是在静态工作点旁边的状况。边的状况。uBEuCEiBcebiCBJT双口网络双口网络2、参数的意义和求法参数的意义和求法第第2章章基本基本放大电路放大电路（2）输入电阻）输入电阻物理意义：反映了输入电压物理意义：反映了输入电压对输入电流对输入电流iB的限制实力。的限制实力。几何意义：表示输入特性的几何意义：表示输入特性的Q点处的切线的斜率的倒数点处的切线的斜率的倒数
5、单位：单位：，102103在小信号的状况下是常数。在小信号的状况下是常数。iBuBE uBE iB对输入的小沟通信号而言，三对输入的小沟通信号而言，三极管相当于电阻极管相当于电阻hierbe。2、参数的意义和求法参数的意义和求法uBEuCEiBcebiCBJT双口网络双口网络第第2章章基本基本放大电路放大电路（3）电压反馈系数电压反馈系数物理意义：反映了输出回物理意义：反映了输出回路路uCE对输入回路对输入回路uBE影影响的程度响的程度几何意义：在输入特性上几何意义：在输入特性上表示表示Q点旁边输入特性曲线点旁边输入特性曲线横向的疏密。横向的疏密。它是一个无量纲的量它是一个无量纲的量（10-4
6、）。）。uBEiBuBE uCE2、参数的意义和求法参数的意义和求法uBEuCEiBcebiCBJT双口网络双口网络第第2章章基本基本放大电路放大电路（4）电流放大系数电流放大系数物理意义：晶体管对电流的物理意义：晶体管对电流的放大实力，即放大实力，即几何意义：在输出特性上表几何意义：在输出特性上表示示Q点旁边输出特性曲线的点旁边输出特性曲线的纵向疏密。纵向疏密。它是一个无量纲的量。（它是一个无量纲的量。（10102）iCiCuCE iB2、参数的意义和求法参数的意义和求法uBEuCEiBcebiCBJT双口网络双口网络第第2章章基本基本放大电路放大电路（5）输出电导输出电导物理意义：反映了输
7、出电压物理意义：反映了输出电压uCE对对输出电流输出电流iC的限制实力的限制实力几何意义：保持几何意义：保持iB不变，有不变，有uCE，则引起则引起iC，反映了输出特性曲线的，反映了输出特性曲线的倾斜程度。倾斜程度。单位：西门子（单位：西门子（S）（）（10102S）常用它的倒数表示常用它的倒数表示 iCiCuCE uCE2、参数的意义和求法参数的意义和求法uBEuCEiBcebiCBJT双口网络双口网络第第2章章基本基本放大电路放大电路 ibicubeuce（1）uCE=常数，常数，iB=常数的意义常数的意义（5）输出电导）输出电导（2）输入电阻）输入电阻（3）电压反馈系数）电压反馈系数（4
8、）电流放大系数）电流放大系数说明：由于四个参数说明：由于四个参数的量纲各不相同，这的量纲各不相同，这种参数系统是不同量种参数系统是不同量纲的混合，称为混合纲的混合，称为混合参数。参数。h即英语中的即英语中的“混合混合”（hybrid）。）。在小信号的状况下，在小信号的状况下，四个参数都可以看作四个参数都可以看作是常数。是常数。2、参数的意义和求法参数的意义和求法第第2章章基本基本放大电路放大电路 ubeibuceicubeuceic很小，一般忽视。很小，一般忽视。cbeib ib rcecrce很大，一般忽视。很大，一般忽视。rbe ibibbceicerbebhreuce+-h参数微变等效电
9、参数微变等效电路简化模型路简化模型等等效效3.等效电路的引出等效电路的引出第第2章章基本基本放大电路放大电路 rbe ibibbce（1）电压源和电流源的性质电压源和电流源的性质它们是虚构的它们是虚构的它们是受控源它们是受控源它们的极性不能随意假定它们的极性不能随意假定（2）h参数都是小信号参数，即微变参参数都是小信号参数，即微变参数或沟通参数。所以只适合对沟通信号数或沟通参数。所以只适合对沟通信号的分析。的分析。（3）h参数是在参数是在Q点旁边求出的，因此点旁边求出的，因此它们与它们与Q点的位置有关，点的位置有关，Q点不同、等效点不同、等效电路的参数也不同。在放大区基本不变电路的参数也不同。
10、在放大区基本不变（4）对于低频模型可以不考虑结电容的）对于低频模型可以不考虑结电容的影响。影响。ubeuceicib ib rcecerbebhreuce+-4.留意的问题留意的问题ic第第2章章基本基本放大电路放大电路 -电流放大系数。一般用测试仪测电流放大系数。一般用测试仪测出；表示三极管的电流放大作用。出；表示三极管的电流放大作用。ib基极电流变更引起的集电极基极电流变更引起的集电极电流变更量，反映了三极管具有电电流变更量，反映了三极管具有电流限制电流源流限制电流源CCCS的特性。的特性。rbe三极管的沟通输入电阻，与三极管的沟通输入电阻，与Q点有关，可用图示仪测出。点有关，可用图示仪测
11、出。一般用公式估算一般用公式估算rbeubeuceicrbe ibibbceib ib rcecerbebhreuce+-5.h参数的确定参数的确定第第2章章基本基本放大电路放大电路 在探讨这个问题时，可借助于晶体管的物理结构示意图，晶体管内部有放射区、集电区和基区，以及两个PN结，b相当基区内的一个点，b才是基极。晶体管放射结伏安特性曲线方程式如下：通过放射结伏安特性方程式求解通过放射结伏安特性方程式求解rbe其沟通电导为其沟通电导为 常温下常温下UT26mV，所以，所以reQUT/IEQ=26mV/IEQ 物理结构示意图物理结构示意图 rbe rbe三极管的沟通输入电阻三极管的沟通输入电阻
12、第第2章章基本基本放大电路放大电路 在共射组态下，从基极在共射组态下，从基极b看进去的等效电阻为看进去的等效电阻为rbe，其中，其中的电流是的电流是ib。所以。所以rbe是两部分电阻之和，一个是是两部分电阻之和，一个是rbb，另，另一个是一个是re归算到基极回路的电阻值，所以有归算到基极回路的电阻值，所以有 对于小功率晶体管，对于小功率晶体管，rbb200200 300300。大功率晶体。大功率晶体管的管的rbb约约十几欧姆至几十欧姆。十几欧姆至几十欧姆。(T=300K)或或 第第2章章基本基本放大电路放大电路 1.BJT小信号模型是在什么条件下建立的？受控源小信号模型是在什么条件下建立的？受
13、控源是何种类型的？是何种类型的？2.若用万用表的若用万用表的“欧姆欧姆”档测量档测量b、e两极之间的电两极之间的电阻，是否为阻，是否为rbe?第第2章章基本基本放大电路放大电路 用用h参数小信号模型分析分压偏参数小信号模型分析分压偏置共射极基本放大电路置共射极基本放大电路1.利用直流通路求利用直流通路求Q点点一般硅管一般硅管VBE=0.7V，锗管，锗管VBE=0.2V，已知已知。分压偏置共射放大电路分压偏置共射放大电路第第2章章基本基本放大电路放大电路 放大电路放大电路h参数微变等效电路是在晶体管参数微变等效电路是在晶体管h参数参数模型的基础上，增加放大电路沟通通路的相关元件模型的基础上，增加
14、放大电路沟通通路的相关元件而构成的。应首先画出放大电路的而构成的。应首先画出放大电路的h参数微变等效电参数微变等效电路。具体画法如下：路。具体画法如下：1.先将晶体管的先将晶体管的 h 参数低频小信号模型画出；参数低频小信号模型画出；2.再将放大电路晶体管以外的沟通通路的元件画出；再将放大电路晶体管以外的沟通通路的元件画出；3.在中频段，画的过程中将大容量的耦合电容、旁在中频段，画的过程中将大容量的耦合电容、旁路电容器短路，将直流电源短路路电容器短路，将直流电源短路；现以能够稳定工作点的分压偏置共射放大电路为现以能够稳定工作点的分压偏置共射放大电路为例进行探讨。例进行探讨。2.利用利用h参数模
15、型求沟通（动态）参数参数模型求沟通（动态）参数第第2章章基本基本放大电路放大电路 分压偏置共射放大电路分压偏置共射放大电路共射放大电路沟通微变等效电路共射放大电路沟通微变等效电路 因放大电路的输入信号处于中频段,所以可以将大容量的耦合电容和旁路电容器短路；将直流电源沟通短路。将晶体管的低频将晶体管的低频模型画出。模型画出。再将共射放大电路沟通通路的其他元件一一画出。第第2章章基本基本放大电路放大电路 1 1 求放大电路中频电压放大倍数求放大电路中频电压放大倍数在画出了放大电路的微变等效电路后，求解在画出了放大电路的微变等效电路后，求解电压放大倍数就是一个解电路的问题。电压放大倍数就是一个解电路
16、的问题。输出电压为输出电压为输入电压为输入电压为电压放大倍数为电压放大倍数为共射放大电路沟通微变等效电路共射放大电路沟通微变等效电路第第2章章基本基本放大电路放大电路 2 2 求放大电路的输入电阻求放大电路的输入电阻依据输入电阻的定义和微变等效电路有依据输入电阻的定义和微变等效电路有若满足若满足Rb1Rb2rbe，则，则Rirbe。第第2章章基本基本放大电路放大电路 3 3 求放大电路的输出电阻求放大电路的输出电阻 根据输出电阻的定义，需要将信号源换成源电压根据输出电阻的定义，需要将信号源换成源电压信号源信号源 ，并将，并将 短路，但保留内阻短路，但保留内阻 ；将负载电；将负载电阻阻 开路，同
17、时在输出端加一个测试用信号源开路，同时在输出端加一个测试用信号源 。第第2章章基本基本放大电路放大电路 例：例：试计算图示放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输试计算图示放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。晶体管的出电阻。晶体管的=99、UBEQ=0.7V、VCC=15V，Rb1=20k、Rb2=5.1k、Rc=3.3k、Re=2k、RL=10k。解解:先进行静态计算，求出晶体管静态工作点的参数先进行静态计算，求出晶体管静态工作点的参数值。然后画出放大电路的中频微变等效电路，即可进值。然后画出放大电路的中频微变等效电路，即可进行放大电路动态技术指标的计算。行放大电路动态技术指标的计算。第
18、第2章章基本基本放大电路放大电路 静态计算：静态计算：工作点参数的计算：工作点参数的计算：第第2章章基本基本放大电路放大电路 动态计算：动态计算：晶体管输入电阻晶体管输入电阻rbe的计算：的计算：放大电路电压放大倍数的计算：放大电路电压放大倍数的计算：旁路电容的断开，使电压放大倍数下降，其物理意义将在后面说明。电压放大倍数可近似等于电压放大倍数可近似等于是两电阻之比，因而电压放大是两电阻之比，因而电压放大倍数的稳定性提高。倍数的稳定性提高。第第2章章基本基本放大电路放大电路 小结小结图解法常用于建立基本概念及大信号分析。接受该方图解法常用于建立基本概念及大信号分析。接受该方法分析静态工作点，必
19、需已知三极管的输入输出特性法分析静态工作点，必需已知三极管的输入输出特性曲线。定量分析误差较大，一般用在分析输出幅值比曲线。定量分析误差较大，一般用在分析输出幅值比较大而工作频率不太高的状况。较大而工作频率不太高的状况。在小信号（变更范围小），将在小信号（变更范围小），将BJT的特性线性化，内的特性线性化，内部电压、电流量的微变关系用数学形式表示，以便用部电压、电流量的微变关系用数学形式表示，以便用已学的电路理论分析放已学的电路理论分析放大电路的性能指标。模型参数大电路的性能指标。模型参数与静态工作点有关，不能用小信号模型分析、计算静与静态工作点有关，不能用小信号模型分析、计算静态工作点。态工作点。