放大电路的小信号模型分析法—共射极放大电路小信号模型
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优点: 分析放大电路的动态性能指标(Av 、Ri和Ro等)非常方
便,且适用于频率较高时的分析。
缺点: 在BJT与放大电路的小信号等效电路中,电压、电流等
电量及BJT的H参数均是针对变化量(交流量)而言的,不能用 来分析计算静态工作点。
6
Lec 04-3
华中科技大学电信系 张林
例题 放大电路如图所示。已知BJT的 ß=80,
2. 用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路 (3)求放大电路动态指标
输入电阻
ii b ib
+
+
vs
vi Rb
-
-
rbe e
Ri
ic c ib Rc
+ RL vo
-
Ri
vi ii
Rb
|| rbe
4
Lec 04-3
华中科技大学电信系 张林
4.3.2 小信号模型分析法
2. 用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路 (3)求放大电路动态指标
华中科技大学电信系 张林
例题
1. 电路如图所示。试画出其 小信号等效电路。
解:
Cb1 ++ vi -
Rb1 b Rb2
-VCC
Rc Cb2
c+
+
e
RL vo
Re -
8
Lec 04-3
Rb1
I i
I b
+
b
c
+
rbe
V i
Rb2
e
Ib
Rc RL Vo
Re
-
-
华中科技大学电信系 张林
例题
2. 放大电路如图所示。试求:(1)Q点;(2)Av Ri 、Ro 。 已知 =50。
vo vi
、
Avs
vo vs
、
VCC
解:(1)
IB
VCC VBE Rb
VCC Rb
12V 300k
40μA
Rb 300k
12V
Rc 4k
Cb2 +
IC β IB 50 40μA 2mA
Cb1 +
Rs
VCE VCC IC Rc 12V 2mA 4k 4V
500 +
50F
(2)
rbe
200
(1
)
26(mV) IE (mA)
vs -
50F + T RL vo
4k -
200 (1 ) 26(mV)
IC (mA)
Ri Rb || rbe rbe 863
863
Ro Rc 4k
Av
vo vi
β ( Rc || RL ) rbe
115.87
9
Lec 04-3
华中科技大学电信系 张林
4.3.2 小信号模型分析法
2. 用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路
(1)利用直流通路求Q点
IBQ
VCC
VBEQ Rb
ICQ β IBQ
VCEQ VCC ICQ Rc
Rb
Cb1 +
+
vs
-
VCC
Rc
Cb2
+
+
T RL vo
-
共射极放大电路
利用PN结的恒压降模型或理想模型确定VBEQ, 已知。
Rb=300k , Rc=2k, VCC= +12V,求: (1)放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域?
(2)当Rb=100k时,放大电路的Q点。此时
+
BJT工作在哪个区域?(忽略BJT的饱和压降) vs
解:(1)
IBQ
VCC VBE Rb
12V 300k
40μA
-
ICQ IBQ 80 40μA 3.2mA
+ RL vo
-
vo ic (Rc || RL )
则电压增益为
Av
vo vi
ic ( Rc || RL ) ib rbe
β ib ( Rc || RL ) β ( Rc || RL )
ib rbe
rbe
(可作为公式)
3
Lec 04-3
华中科技大学电信系 张林
4.3.2 小信号模型分析法
Ri Ri Rs
Av
863 (115.87) 863 500
73.36
10
Lec 04-3
华中科技大学电信系 张林
练习
电路如图所示。试画出其直流通路和小信号等效电路。
VCC
Rc
Rb1
Cb2
+
vi
Cb1 +
c VB b T
vo
e
Rb2
Re
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Lec 04-3
end 华中科技大学电信系 张林
ib Rc RL vo -
2
Lec 04-3
H参数小信号等效电路
华中科技大学电信系 张林
4.3.2 小信号模型分析法
2. 用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路
(3)求放大电路动态指标
电压增益
b ib
根据
+ +
vi ib rbe ic β ib
vs
vi Rb
-
-
rbe e
ic c ib Rc
例题
2. 放大电路如图所示。试求:(1)Q点;(2)Av Ri 、Ro 。 已知 =50。
vo vi
、
Avs
vo vs
、
VCC
12V
Rs
+
+
放大电路
vs
vi
Ri
–
–
Rs 500
Rb 300k
Cb1 +
50F
Rc 4k
Cb2 +
50F + T RL vo
4k -
+ vs
-
Avs
vo vs
vi vs
vo vi
1
Lec 04-3
华中科技大学电信系 张林
4.3.2 小信号模型分析法
2. 用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路
(2)画小信号等效电路
ic
+
vs
Rb
-
+
T vce Rc
-
+
RL vo
-
交流通路
b ib
Rb
Cb1 +
+
vs
-
ic c
VCC
Rc
Cb2
+
+
T RL vo
-
+
+
+
vs
vi Rb
-
-
rbe e
VCEQ VCC Rc ICQ 12V - 2k 9.6mA 7.2V VCE不可能为负值,
其最小值也只能为0,即IC的最大电流为:
ICM
VCC VCES Rc
12V 2k
6mA
此时,Q(120uA,6mA,0V), 由于 IBQ ICM ,所以BJT工作在饱和区。
7
Lec 04-3
Rb
Cb1 +
VCC
Rc
Cb2
+
+
T RL vo
-
共射极放大电路
VCEQ VCC Rc ICQ 12V - 2k 3.2mA 5.6V
静态工作点为Q(40A,3.2mA,5.6V),BJT工作在放大区。
(2)当Rb=100k时,
IBQ
VCC Rb
12V 100k
120μA
ICQ IBQ 80120μA 9.6mA
输出电阻
b ibi=b 0
+
+
vs
vi Rb
-
-
rbe e
Leabharlann Baidu
所以 Ro = Rc
c
it
+ +
ib Rc RL vto -
Ro
5
Lec 04-3
华中科技大学电信系 张林
4.3.2 小信号模型分析法
3. 小信号模型分析法的适用范围
放大电路的输入信号幅度较小,BJT工作在其I-V 特性曲
线的线性范围(即放大区)内。H参数的值是在静态工作点 上求得的。所以,放大电路的动态性能与静态工作点参数值 的大小及稳定性密切相关。
便,且适用于频率较高时的分析。
缺点: 在BJT与放大电路的小信号等效电路中,电压、电流等
电量及BJT的H参数均是针对变化量(交流量)而言的,不能用 来分析计算静态工作点。
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Lec 04-3
华中科技大学电信系 张林
例题 放大电路如图所示。已知BJT的 ß=80,
2. 用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路 (3)求放大电路动态指标
输入电阻
ii b ib
+
+
vs
vi Rb
-
-
rbe e
Ri
ic c ib Rc
+ RL vo
-
Ri
vi ii
Rb
|| rbe
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Lec 04-3
华中科技大学电信系 张林
4.3.2 小信号模型分析法
2. 用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路 (3)求放大电路动态指标
华中科技大学电信系 张林
例题
1. 电路如图所示。试画出其 小信号等效电路。
解:
Cb1 ++ vi -
Rb1 b Rb2
-VCC
Rc Cb2
c+
+
e
RL vo
Re -
8
Lec 04-3
Rb1
I i
I b
+
b
c
+
rbe
V i
Rb2
e
Ib
Rc RL Vo
Re
-
-
华中科技大学电信系 张林
例题
2. 放大电路如图所示。试求:(1)Q点;(2)Av Ri 、Ro 。 已知 =50。
vo vi
、
Avs
vo vs
、
VCC
解:(1)
IB
VCC VBE Rb
VCC Rb
12V 300k
40μA
Rb 300k
12V
Rc 4k
Cb2 +
IC β IB 50 40μA 2mA
Cb1 +
Rs
VCE VCC IC Rc 12V 2mA 4k 4V
500 +
50F
(2)
rbe
200
(1
)
26(mV) IE (mA)
vs -
50F + T RL vo
4k -
200 (1 ) 26(mV)
IC (mA)
Ri Rb || rbe rbe 863
863
Ro Rc 4k
Av
vo vi
β ( Rc || RL ) rbe
115.87
9
Lec 04-3
华中科技大学电信系 张林
4.3.2 小信号模型分析法
2. 用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路
(1)利用直流通路求Q点
IBQ
VCC
VBEQ Rb
ICQ β IBQ
VCEQ VCC ICQ Rc
Rb
Cb1 +
+
vs
-
VCC
Rc
Cb2
+
+
T RL vo
-
共射极放大电路
利用PN结的恒压降模型或理想模型确定VBEQ, 已知。
Rb=300k , Rc=2k, VCC= +12V,求: (1)放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域?
(2)当Rb=100k时,放大电路的Q点。此时
+
BJT工作在哪个区域?(忽略BJT的饱和压降) vs
解:(1)
IBQ
VCC VBE Rb
12V 300k
40μA
-
ICQ IBQ 80 40μA 3.2mA
+ RL vo
-
vo ic (Rc || RL )
则电压增益为
Av
vo vi
ic ( Rc || RL ) ib rbe
β ib ( Rc || RL ) β ( Rc || RL )
ib rbe
rbe
(可作为公式)
3
Lec 04-3
华中科技大学电信系 张林
4.3.2 小信号模型分析法
Ri Ri Rs
Av
863 (115.87) 863 500
73.36
10
Lec 04-3
华中科技大学电信系 张林
练习
电路如图所示。试画出其直流通路和小信号等效电路。
VCC
Rc
Rb1
Cb2
+
vi
Cb1 +
c VB b T
vo
e
Rb2
Re
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Lec 04-3
end 华中科技大学电信系 张林
ib Rc RL vo -
2
Lec 04-3
H参数小信号等效电路
华中科技大学电信系 张林
4.3.2 小信号模型分析法
2. 用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路
(3)求放大电路动态指标
电压增益
b ib
根据
+ +
vi ib rbe ic β ib
vs
vi Rb
-
-
rbe e
ic c ib Rc
例题
2. 放大电路如图所示。试求:(1)Q点;(2)Av Ri 、Ro 。 已知 =50。
vo vi
、
Avs
vo vs
、
VCC
12V
Rs
+
+
放大电路
vs
vi
Ri
–
–
Rs 500
Rb 300k
Cb1 +
50F
Rc 4k
Cb2 +
50F + T RL vo
4k -
+ vs
-
Avs
vo vs
vi vs
vo vi
1
Lec 04-3
华中科技大学电信系 张林
4.3.2 小信号模型分析法
2. 用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路
(2)画小信号等效电路
ic
+
vs
Rb
-
+
T vce Rc
-
+
RL vo
-
交流通路
b ib
Rb
Cb1 +
+
vs
-
ic c
VCC
Rc
Cb2
+
+
T RL vo
-
+
+
+
vs
vi Rb
-
-
rbe e
VCEQ VCC Rc ICQ 12V - 2k 9.6mA 7.2V VCE不可能为负值,
其最小值也只能为0,即IC的最大电流为:
ICM
VCC VCES Rc
12V 2k
6mA
此时,Q(120uA,6mA,0V), 由于 IBQ ICM ,所以BJT工作在饱和区。
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Lec 04-3
Rb
Cb1 +
VCC
Rc
Cb2
+
+
T RL vo
-
共射极放大电路
VCEQ VCC Rc ICQ 12V - 2k 3.2mA 5.6V
静态工作点为Q(40A,3.2mA,5.6V),BJT工作在放大区。
(2)当Rb=100k时,
IBQ
VCC Rb
12V 100k
120μA
ICQ IBQ 80120μA 9.6mA
输出电阻
b ibi=b 0
+
+
vs
vi Rb
-
-
rbe e
Leabharlann Baidu
所以 Ro = Rc
c
it
+ +
ib Rc RL vto -
Ro
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Lec 04-3
华中科技大学电信系 张林
4.3.2 小信号模型分析法
3. 小信号模型分析法的适用范围
放大电路的输入信号幅度较小,BJT工作在其I-V 特性曲
线的线性范围(即放大区)内。H参数的值是在静态工作点 上求得的。所以,放大电路的动态性能与静态工作点参数值 的大小及稳定性密切相关。