放大電路分析方法

一、圖解法

1.靜態(tài)工作點分析

①輸入特性曲線靜態(tài)工作點位置

當(dāng)Δui=0時，靜態(tài)工作點在晶體管的輸入回路上所以有

在輸入特性曲線中畫出上式所表達(dá)的函數(shù)

ⅰ當(dāng)UBE為零時，ib=VBB/Rb，所以縱坐標(biāo)為(0，VBB/Rb)

ⅱ當(dāng)ib為零時，UBE=VBB，所以橫坐標(biāo)為(VBB,0)

由于靜態(tài)工作點即在晶體管輸入特性曲線上，又在輸入回路負(fù)載線上，所以我們能得到靜態(tài)工作點Q在輸入特性曲線的位置

②輸出特性曲線靜態(tài)工作點位置

根據(jù)共射放大電路得：

在晶體管的輸出回路中，

ⅰ靜態(tài)工作點即應(yīng)在IB=IBQ的那條輸出特性曲線上，

ⅱ又在外電路的回路方程中，做截距，交點就是靜態(tài)工作點Q

2.電壓放大倍數(shù)分析

當(dāng)Δui≠0時：

①先按照Δui=0時的情況，求出輸入特性曲線與輸出特性曲線上的靜態(tài)工作點Q。

②當(dāng)有輸入信號為Δui時,輸入回路負(fù)載線上Δui的變化，在輸入特性曲線上造成ΔuBE的變化，而ΔuBE的變化在輸入特性曲線上造成ΔiB的變化。

(外電路回路方程)

③在前面得到ΔiB的值，根據(jù)在輸出特性曲線的靜態(tài)工作點Q，則在輸出特性曲線上找到IB的值(IBQ+ΔiB)。

④再根據(jù)輸出回路負(fù)載線與輸入特性曲線交點(IBQ與IBQ+ΔiB)的橫縱坐標(biāo)，即為ΔiB引起的ΔuCE與ΔiC

(外電路回路方程)

⑤圖解法分析過程及電壓放大倍數(shù)

二、直流模型

對共射放大電路進(jìn)行靜態(tài)分析時，將b-c之間的電壓取UBEQ取一個固定值，認(rèn)為b-e之間等效為直流恒壓源。 而ICQ=βIBQ,說明輸出回路可以等效為受控電流源。 等效模型如圖2

圖1

圖2

三、h參數(shù)等效模型

h參數(shù)等效模型只能用于低頻動態(tài)小信號參數(shù)的分析

1.h參數(shù)等效模型的由來

將三極管看做一個雙口網(wǎng)絡(luò)，以b-e為輸入端，c-e為輸出端，則網(wǎng)絡(luò)外部端電壓和電流關(guān)系就是晶體管的輸入特性與輸出特性如圖4

圖3

圖4

為了研究低頻小信號作用下各變化量之間的關(guān)系，對上式兩端求全微分則：

由上式可知：

①Ube為b-e電壓，由兩部分組成，所以兩部分均是電壓。

所以h11為電阻，h12為無量綱。

而Ube是兩個電壓相加，所以兩部分是串聯(lián)(h11電阻與一個電壓控制的電壓源串聯(lián))

②Ic為兩部分相加的電流，所以

h21為無量綱，h22*Uce為電流，所以h22為電導(dǎo)。

所以c-e等效為一個電流控制的電流源與一個電阻并聯(lián)。

這樣，晶體管的h參數(shù)等效模型如下：

2.h參數(shù)等效模型的意義

（1）H11E

h11e是當(dāng)UCE=UCEQ時，uBE對iB的偏導(dǎo)數(shù)。 從輸入特性曲線上看，就是UCE=UCEQ時Q點處切線斜率的倒數(shù)。 小信號作用下：h11e=ΔuBE/(ΔiB),

所以h11e表示小信號作用下，b-e之間的動態(tài)電阻，記作rbe。

②h12e是當(dāng)iB=IBQ時，uBE對uCE的偏導(dǎo)。 從輸入特性曲線上看，就是iB=iBQ的情況下，uCE對uBE的影響。 可以用ΔuBE/(uCE)求出h12e的值。

h12e描述晶體管輸出回路電壓uCE對輸入回路電壓uBE的影響。 稱為內(nèi)反饋系數(shù)。 一般很小。

③h21e時當(dāng)uCE=UCEQ時，ic對iB求偏導(dǎo)，從輸出特性曲線看，

h21e=Δic/（ΔiB）

所以h21e 表示晶體管的電流放大倍數(shù)β。

④h22e時當(dāng)iB=IBQ時，ic對uCE求偏導(dǎo)。 從輸出特性曲線上看，h22e是在iB=IBQ的那條輸出特性曲線上Q點處的導(dǎo)數(shù)。

h22e表示輸出特性曲線上翹的程度。

一般很小

3.h參數(shù)等效模型的簡化

①從參數(shù)意義理解：

在輸入回路中，h12e很小，所以輸入回路只有動態(tài)電阻； 在輸出回路中，h22e很小，所以輸出回路只有受控電流源。

②從電路分析理解：

當(dāng)b-e之間加電壓時，b-e之間可以當(dāng)做一個電阻，不同電壓對應(yīng)不同阻值。 而ic=βiB,所以輸出回路等效為一個受控電流源。

③h參數(shù)等效模型簡化如下

4.rbe近似表達(dá)式

①.rbe求解公式

rbb'=基區(qū)體電阻，一般手冊會給出

rb'e=發(fā)射結(jié)電阻(PN結(jié)電阻)

re=發(fā)射區(qū)電阻(發(fā)射區(qū)載流子濃度高，電阻很小，忽略。 本式忽略)

UT= PN結(jié)電壓(UT=26mV)

IEQ=通過PN結(jié)電流

②.如何求rbe

rbe=rbb'+β*UT/（ICQ）

ICQ=βIBQ

IBQ=VCC-UBEQ/(Rb) (直流通路求解如下圖)

5.總結(jié)

h參數(shù)等效模型沒有考慮結(jié)電容作用，只適用低頻小信號

①Q(mào)不同，則rbe不同

②不同rbe--＞不同ΔUbe，--＞不同Δib

③不同Δib--＞不同Δic

④不同Δic--＞uo