微变等效电路

-VCC -12V
vi
vo
解：（1）
I BQ =
I CQ = β I BQ = 50 × ( − 23 μ A ) = − 1 . 15 mA
V CC − V BE RB
=
−12 + 0.3 510
= −23 μA
′ VCEQ = VCC − I CQ ( RC + RC ) = −7.4V
rbe = 300 + (1 + β ) 26 I
IE = RB
VCC −UBE + RE1 + RE2
1+β
ui
RE2
RE1 uo C1
RL
12 − 0.7 = 200 ≈ 2.04mA 1+50 + 0.5 + 1.1 26 ≈ 850Ω rbe = 200+ (1+ β) IE
& Ib
+
b
c
& Ic
rbe
RB
& βI b
e
RC RL
+
& Uo
思路：将非线性的BJT等效成一个线性电路
ic ib
+ + +
ib u be +
+
ic
+
T
+
+
u be +
u ce +
二端口 网络
u ce +
+
(1) 晶体三极管的h参数定义
对于BJT双口网络，我们知道有 输入特性和输出特性曲线 iB=f(uBE)⏐ uCE=const iC=f(uCE)⏐ iB=const
E
= 1.45 KΩ
& Ib
+
V&i RB
b
c
& Ic & βI b
+
R’C RL V&o
rbe
e
& Vo & AV = & Vi
-
& ′ ′ − I c ( RC // RL ) − β ( RC // RL ) = = & rbe I b rbe
− 50(3 // 3) = 1.45
= −51.72
B
iB
iB
ΔuCE
ΔiB ΔuBE uBE ΔuBE uBE
∂iC h21e＝ ——输出端交流短路时三极管的正向电流传输系 ∂iB U
CE
数，实际上就是β。
∂iC h22 e＝ ∂uCE
IB
——输入端交流开路时三极管的输出电导，用 1/rce表示。
iC ΔiC
iC
ΔiC
ΔiB
ΔuCE
uCE
uCE
(2) h参数小信号模型 根据 ube= h11eib+ h12euce ic= h21eib+ h22euce
s
& & A uS = A u
Ri ⋅ Rs + Ri
& Ui & Us
Ro Ri
& ′ Uo
& Uo
Ri
Ro
用微变等效电路法分析放大电路的步骤： • 计算三极管简化h参数小信号模型中的微变参数rbe • 画放大电路的微变等效电路 • 根据分析线性电路的方法，对放大电路的 微变等效电路列出电路方程求解 Au ，Ri & 和Ro
& L − I c R′ = & I b rbe
其中
R′ = R2 // Rc // RL L
− β R′ L = rbe
& Ib
+
RS
b
c
& Ic & βI b
+
R2 RC RL
& Vs -
+
V&i
-
R1
rbe
e
V&o
-
Ri = R1 // rbe Ro = R2 // Rc
例题3：如图所示电路： β = 50 , rbb′ = 300Ω 试求：（1）Q点 （2）画出微变等效电路图， 并求出AV，Ri，Ro
ube= h11eib+ h12euce ic= h21eib+ h22euce
各h参数的物理意义：
∂uBE h11e＝ ∂iB
——输出端交流短路时三极 管的输入电阻，用rbe表示。
U CE
ube＝h11eib + h12euce ic＝h21eib + h22euce
பைடு நூலகம்
∂uBE ——输入端交流开路时的反向电压传输比， 用μT表示。 h12e = ∂uCE I
二、线性放大器的解析法
晶体三极管的小信号模型
线性放大器的解析法
（一）三极管的小信号模型
三极管共射h参数等效模型
三极管的混合π模型
1、三极管共射h参数等效模型
ii
+
io
+
RS uS 信号源
+
+
+
ui +
放大电路
uo +
RL
负载
放大电路是一个双口网络。从端口特性来研究放大 电路，可将其等效成具有某种端口特性的等效电路。
& I RB
& Ui = RB
& & Vi Vi = Ri = & & & I R + Ib Ii
B
= RB //[ rbe + (1 + β ) RE 1 ]
= 200 //[0.85 + (1 + 50) × 0.5]
≈ 23.3KΩ
& Ii & Ib
b
c
& Ic
+
& & U ii U
-
& IR
& Ui
+VCC RB RC
RE 1
-
ui
RE2
RE1 uo C1
RL
& & U o = − I c ( RC // R L )
& & & & & U i = I b rbe + I e R E1 = I b rbe + (1 + β ) I b RE 1
& & U o = − βI b ( RC // RL ) & Au = & & & I b rbe + (1 + β ) I b RE 1 Ui
uBE
c iB b
iC
uCE e
BJT双口网络
可以写成： u BE = f 1 (i B , u CE )
iC = f 2 (i B , u CE )
在小信号情况下，对上两式取全微分得 ∂u BE ∂u BE du BE = U CE ⋅ di B + I B ⋅ du CE ∂i B ∂u CE ∂iC ∂iC di C = U CE ⋅ di B + I B ⋅ du CE ∂i B ∂u CE 用小信号交流分量表示: （注意字母大小写以示区别）
B
rbe
e
RE 1
& βI b
RC RL
+
RB
& & U oo U
-
& U Ro = ≈ RC = 2 KΩ & I
& Ib
b
c
& Ic
+
& Ui
rbe
RB
& βI b
e
RC RL
+
& U o
-
RE 1
-
例题2：如图所示电路： 试求：（1）Q点 （2）画出微变等效电路 图， 并求出AV，Ri，Ro VCC
式中 R′ = Rc // RL L
& Au ′ ′ U& o − β I& b R L RL = = −β &= &U & r r be U i i I b be
Rc & A uO = − β r be
& Uo
负载电阻越小，放大倍数越小。
RL = ∞时
I& i
2、计算放大电路的输入电阻
& Ui
& Uo
VCEQ = VCC − ( β + 1) I BQ RC
（2）
& Ib
+
RS
V&i R1
b
c
& Ic & βI b
+
R2 RC RL V&o
& Vs -
+
rbe
e
-
-
VCC
& Ib
+
RS
b
c
& Ic & βI b
+
R2 RC RL V& o
& Vs -
+
V&i R1
rbe
e
-
-
& Vo & AV = & Vi
b +
V&i RB
c
rbe
e
& βI b
+
R’C RL V&o
-
-
Ri = RB // rbe ≈ rbe ′ Ro = RC = 3 KΩ