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1、微变等效电路分析方法第1页，共24页，编辑于2022年，星期六1.h共射共射参数的引出参数的引出在小信号情况下，对上两式取全微分得在小信号情况下，对上两式取全微分得用小信号交流分量表示用小信号交流分量表示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2页，共24页，编辑于20
2、22年，星期六（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，没有交流输出。相当于即输出端只有直流输出，没有交流输出。相当于输出端交流短路输出端交流短路。iB=常数常数diB=0即输入端只有直流电流输入，没有交流电流。相当即输入端只有直流电流输入，没有交流电流。相当于于输入端交流开路输入端交流开路。因为此时只有直流电流和电压，所以是在静态工作点附近的情况。因为此时只有直流电流和电压，所以是在静态工作点附近的情况。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3页，共24页，编辑于2022年，星期六（2
3、）输入电阻）输入电阻物理意义物理意义：反映了输入电压对输：反映了输入电压对输入电流入电流iB的控制能力。的控制能力。几何意义几何意义：表示输入特性的：表示输入特性的Q点处点处的切线的斜率的倒数的切线的斜率的倒数单位：单位：，102103在小信号的情况下是常数。在小信号的情况下是常数。iBuBE uBE iB对输入的小交流信号而言，三极管相当于电阻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4页，共24页，编辑于2022年，星期六（3）电压反馈系数电压反馈系数物理意义物理意义：反映了输出回路：反映了输出回路uCE对输入回路对输入回路uBE影
4、响的程度影响的程度几何意义几何意义：在输入特性上表示：在输入特性上表示Q点附近输入特性曲线横向的疏点附近输入特性曲线横向的疏密。密。它是一个无量纲的量（它是一个无量纲的量（10-4）。）。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5页，共24页，编辑于2022年，星期六（4）电流放大系数电流放大系数物理意义物理意义：晶体管对电流的放大能：晶体管对电流的放大能力，即力，即几何意义几何意义：在输出特性上表示：在输出特性上表示Q点点附近输出特性曲线的纵向疏密。附近输出特性曲线的纵向疏密。它是一个无量纲的量。（它是一个无量纲的量。（1
5、0102）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6页，共24页，编辑于2022年，星期六（5）输出电导输出电导物理意义物理意义：反映了输出电压：反映了输出电压uCE对输出对输出电流电流iC的控制能力的控制能力几何意义几何意义：保持：保持iB不变，有不变，有uCE，则引，则引起起iC，反映了输出特性曲线的倾斜程，反映了输出特性曲线的倾斜程度。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
6、口网络第7页，共24页，编辑于2022年，星期六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）电流放大系数）电流放大系数说明：说明：由于四个参数的由于四个参数的量纲各不相同，这种参量纲各不相同，这种参数系统是不同量纲的混数系统是不同量纲的混合，称为混合参数。合，称为混合参数。h即英语中的即英语中的“混合混合”（hybrid）。在小信号）。在小信号的情况下，四个参数都可的情况下，四个参数都可以看作是常数。以看作是常数。2、参数的意义和求法参数的意义和求法第8页，共24页，编辑于2022
7、年，星期六ubeibuceicubeuceic很小，一般忽略。cbeib ib rcecrce很大，一般忽略。rbe ibibbceicerbebhreuce+-h参数微变等效电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9页，共24页，编辑于2022年，星期六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参参数数都都是是小小信信号号参参数数，即即微微变变参参数数或或交交流参数。所以只适合对交流信号的分析。流参数。所以只适合对交流信号的分析。（3）h参参数数是是在在
8、Q点点附附近近求求出出的的，因因此此它它们们与与Q点点的的位位置置有有关关，Q点点不不同同、等等效效电电路路的的参参数数也不同。在放大区基本不变也不同。在放大区基本不变（4）对于低频模型可以不考虑结电容的影）对于低频模型可以不考虑结电容的影响。响。ubeuceicib ib rcecerbebhreuce+-4.注意的问题注意的问题ic第10页，共24页，编辑于2022年，星期六-电流放大系数。一般用测试仪电流放大系数。一般用测试仪测出；测出；表示三极管的电流放大作表示三极管的电流放大作用。用。ib基极电流变化引起的基极电流变化引起的集电极电流变化量，反映了三极集电极电流变化量，反映了三极管具
9、有电流控制电流源管具有电流控制电流源CCCS的的特性。特性。rbe三极管的交流输入电阻，三极管的交流输入电阻，与与Q点有关，可用图示仪测出。点有关，可用图示仪测出。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11页，共24页，编辑于2022年，星期六 在讨论这个问题时，可借助于晶体管的物理结构示意图，在讨论这个问题时，可借助于晶体管的物理结构示意图，晶晶体管内部有发射区、集电区和基区，以及两个体管内部有发射区、集电区和基区，以及两个PN结，结，b相当基区相当基区内的一个点内的一个点，b才是基极
10、。晶体管发射结伏安特性曲线方程式如下：才是基极。晶体管发射结伏安特性曲线方程式如下：通过发射结伏安特性方程式求解通过发射结伏安特性方程式求解rbe其交流电导为其交流电导为 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 r rbebe三极管的交流输入电阻三极管的交流输入电阻第12页，共24页，编辑于2022年，星期六 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，其中的电流，其中的电流是是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，另一个是，另一个是re归算到归算到
11、基极回路的电阻值，所以有基极回路的电阻值，所以有 对于小功率晶体管，对于小功率晶体管，rbb200200 300300。大功率晶体管的。大功率晶体管的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13页，共24页，编辑于2022年，星期六？1.BJT小信号模型是在什么条件下建立的？受控源是何种小信号模型是在什么条件下建立的？受控源是何种类型的？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两极之间的电阻，两极之间的电阻，是否为是否为rbe?第14页，共24页，编辑于2022年，星期六用用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
12、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15页，共24页，编辑于2022年，星期六 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参数模型参数模型的基础上，增加放大电路交流通路的相关元件而构成的。应的基础上，增加放大电路交流通路的相关元件而构成的。应首先画出放大电路的首先画出放大电路的h h参数微变等效电路。参数微变等效电路。具体画法如下：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
13、画出；2.再将放大电路晶体管以外的交流通路的元件再将放大电路晶体管以外的交流通路的元件画出；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例进现以能够稳定工作点的分压偏置共射放大电路为例进行讨论。行讨论。2.利用利用h参数模型求交流（动态）参数参数模型求交流（动态）参数第16页，共24页，编辑于2022年，星期六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交流微变等效电路共射放大电路交流微变等效电路 因放大电路的输入因放大电路的输入信号处于
14、中频段信号处于中频段,所以可所以可以将大容量的耦合电容以将大容量的耦合电容和旁路电容器短路；将和旁路电容器短路；将直流电源交流短路。直流电源交流短路。将晶体管的低频将晶体管的低频模型画出。模型画出。再将共射放大电路再将共射放大电路交流通路的其他元件交流通路的其他元件一一画出。一一画出。第17页，共24页，编辑于2022年，星期六1 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，求解电压放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。大倍数就是一个解电路的问题。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
15、为共射放大电路交流微变等效电路共射放大电路交流微变等效电路第18页，共24页，编辑于2022年，星期六2 2 求放大电路的输入电阻求放大电路的输入电阻根据输入电阻的定义和微变等效电路有根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19页，共24页，编辑于2022年，星期六3 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
16、信号源 。第20页，共24页，编辑于2022年，星期六例：例：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。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值。然后先进行静态计算，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，即可进行放大电路动态技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。术指标的计算。第21页，共24页，编辑于2022年，星期六静态计算
17、：静态计算：工作点参数的计算：工作点参数的计算：第22页，共24页，编辑于2022年，星期六动态计算：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解释。电压放大倍数可近似等于是两电阻之比，因而电压放大倍数的稳定性提高。第23页，共24页，编辑于2022年，星期六小结小结图解法图解法常用于建立基本概念及常用于建立基本概念及大信号大信号分析。采用该方法分析。采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入输出特性曲线。分析静态工作点，必须已知三极管的输入输出特性曲线。定量分析误差较大定量分析误差较大，一般用在分析输出幅值比较大而工作频率，一般用在分析输出幅值比较大而工作频率不太高的情况。不太高的情况。在在小信号小信号（变化范围小），（变化范围小），将将BJT的特性的特性线性化线性化，内部电，内部电压、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理论分析放大电路的性能指标。模型参数与静态工作点有大电路的性能指标。模型参数与静态工作点有关，关，不能用小信号模型分析、计算静态工作点。不能用小信号模型分析、计算静态工作点。第24页，共24页，编辑于2022年，星期六