模拟电路第三章3.2

13.3 放大电路的放大电路的基本基本基本分析方法分析方法3.3.1 图解分析法3.3.2 小信号模型分析法1. 静态工作点的图解分析2. 动态工作情况的图解分析3. 非线性失真的图解分析4. 图解分析法的适用范围1. BJT 的H 参数及小信号模型2. 用H 参数小信号模型分析基本共射极放大电路3. 小信号模型分析法的适用范围23.3.1 .3.1 图解分析法图解分析法1. 静态工作点的图解分析采用该方法分析静态工作点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输出特性曲线。

共射极放大电路3列输出回路方程列输出回路方程（（直流负载线直流负载线））首先首先，，画出直流通路列输入回路方程bB BB BE R i V −=v CE CC C CV V I R =−4在输出特性曲线上在输出特性曲线上，，作出直流负载线V CE =V CC －i C R c ，与I B 曲线的交点即为Q 点，从而得到V CE 和I C 。

•在输入特性曲线上在输入特性曲线上，，作出直线，两线的交点即是Q 点，得到I B 。

b B BB BE R i V −=v5•根据v s 的波形的波形，，在BJT 的输入特性曲线图上画出v BE 、i B的波形2. 动态工作情况的图解分析ωtsin sm s V =v bB s BB BE R i V −+=v v6•根据i B 的变化范围在输出特性曲线图上画出i C 和v CE 的波形cC CC CE R i V −=v•共射极放大电路中的电压共射极放大电路中的电压、、电流波形73. 静态工作点对波形失真的影响截止失真的波形8饱和失真的波形9104. 图解分析法的适用范围幅度较大而工作频率不太高的情况优点优点：：直观直观、、形象形象。

有助于建立和理解交有助于建立和理解交、、直流共存直流共存，，静态和动态等重要概念动态等重要概念；；有助于理解正确选择电路参数有助于理解正确选择电路参数、、合理设置静态工作点的重要性静态工作点的重要性。

能全面地分析放大电路的静态能全面地分析放大电路的静态、、动态工作情况工作情况。

缺点缺点：：不能分析工作频率较高时的电路工作状态不能分析工作频率较高时的电路工作状态，，也不能用来分析放大电路的输入电阻分析放大电路的输入电阻、、输出电阻等动态性能指标输出电阻等动态性能指标。

113.3.2 小信号模型分析法1. BJT 的小信号模型建立小信号模型的意义建立小信号模型的思路当放大电路的输入信号电压很小时当放大电路的输入信号电压很小时，，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管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，，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处理。

由于三极管是非线性器件由于三极管是非线性器件，，这样就使得放大电路的分析非常困难分析非常困难。

建立小信号模型建立小信号模型，，就是将非线性器件做线性化处理线性化处理，，从而简化放大电路的分析和设计从而简化放大电路的分析和设计。

12VCCVCC RL13kQVsFREQ = 10kVAMPL = 1m VOFF = 010VdcCbR280kR320kRL 2kRe 1kCeCc13T i m e 0s50u s 100u s 150u s 200u s 250u s 300u s 350u s 400u s 450u s 500u sV (C c :2)V (V s :+)-50m V 0V50m V14QCi Bi BCEi EB B bi I i =+C C c i I i =+Bi βBi BEi Ci E E ei I i =+15小信号模型（a small signal model)π型CE+−bev ber m beg v BCEbi ber bi β,,C Tbe m be m B TI V r g r g I V β===16T 型T e EV r I =Cm TI g V =BCEei ei αBCEei m beg v er er172. 小信号模型分析基本共射极(CE)放大电路（1）利用直流通路求Q 点共射极放大电路bBEBB B R V V I −=一般硅管V BE =0.7V ，锗管V BE =0.2V ，β已知已知。

C B I βI =LC cCE CC CE)(R I R V V V −−=（2）画小信号等效电路小信号等效电路1819小信号等效电路（3）求放大电路动态指标)(be b b i r R i +⋅=v bc i βi ⋅=)//(L c c o R R i ⋅−=v 电压增益为电压增益20输入电阻输出电阻令0i =v 0b =i 0b =⋅iβbeb bbe b b bii i i r R i r R i i i R +=+=== )( v v ∞===L s R ,0tto v v i R21共射极放大电路放大电路如图所示放大电路如图所示。

已知BJT 的ß=80，R b =300k Ω，R c =2k Ω，V CC = +12V ，求：（1）放大电路的Q 点。

此时BJT 工作在哪个区域工作在哪个区域？？（2）当R b =100k Ω时，放大电路的Q 点。

此时BJT 工作在哪个区域作在哪个区域？（？（？（忽略忽略BJT 的饱和压降的饱和压降））v s −+ R s (1) 画放大电路的微变等效电路(a) 原理图图3.3.12 共射极放大电路β是常数是常数，，通常是已知的通常是已知的，，或从数据手册中可以查到或从数据手册中可以查到。

r be 的值需要按照公式估算的值需要按照公式估算，，但要首先求得静态电流I EQ 。

)()()()(mA mV 2611EQ bb'e bb'be I r r r r ββ++=++=R sV ɺɺI ɺ R io ɺ(b) 微变等效电路be b i r I V ɺɺ=Lb Lc o R I R I V ′=′−=ɺɺɺβbe L beb L b i o V r R r I R I V V A ''ββ−=−==ɺɺɺ式中负号表示共射极放大电路的输出电压与输入电压相位相反式中负号表示共射极放大电路的输出电压与输入电压相位相反。

输入回路:输出回路:)(beb i be i b i i 11r R V r V R V I +=+=ɺɺɺɺbeb bebe b iii i i 1r R r r R V V I V R //)(=+==ɺɺɺɺ需要注意的是需要注意的是，，放大电路的输入电阻R i 不应包含信号源内阻R s 。

(3) 计算电压增益(4) 计算输入电阻R iR sV ɺɺI ɺ R io ɺ(b) 微变等效电路图3.3.12 共射极放大电路R sV ɺɺI ɺ R io ɺ (b) 微变等效电路图3.3.12 共射极放大电路(5) 计算输出电阻R o− +R sTV ɺcTT o R I VR ==ɺɺ④由图求解在作用下产生的测试电流。

TV ɺTI ɺ根据计算输出电阻的方法(第1章介绍)0s =V ɺ①将放大电路输入端的信号源短路(令)，但保留其内阻R s 。

②将输出端负载R L 开路开路。

则输出电阻为③在输出端加一测试电压，可以得到图3.3.13所示电路所示电路。

T V ɺ需要注意的是需要注意的是，，输出电阻R o 不包含负载电阻R L 。

适用范围微变等效电路分析方法适用于三极管放大电路动态性能指标的计算，即电压增益即电压增益、、输入电阻R i 和输出电阻R o 。

当输入电压幅度较小当输入电压幅度较小，，三极管工作在线性范围三极管工作在线性范围，，可用微变等效电路来分析路来分析，，特别是对于比较复杂电路的计算非常方便特别是对于比较复杂电路的计算非常方便。

当输入电压幅度较大当输入电压幅度较大，，并且三极管工作在非线性范围时并且三极管工作在非线性范围时，，需要采用图解法用图解法。

注意事项在等效电路中在等效电路中，，电压电压、、电流均是交流量电流均是交流量，，因此因此，，不能用于分析直流静态工作情况流静态工作情况。

但H 参数值的获得是在静态工作点上进行的参数值的获得是在静态工作点上进行的。

所以所以，，放大电路的动态性能与静态工作点的设置有密切的联系动态性能与静态工作点的设置有密切的联系。

3. 微变等效电路的适用范围3.3.2 微变等效电路法。