三极管放大电路的分析-等效电路法
三极管电路分析方法
三极管电路分析方法
三极管电路的分析方法通常包括以下几步：
1. 确定电路工作状态：根据电路中的电源电压和电阻值，可以通过计算或估算来确定三极管的工作状态，即饱和状态、截止状态还是放大状态。
2. 确定输入信号：确定输入信号的幅度和频率。
3. 确定三极管的参数：通过手册或规格书获取三极管的参数，如得到DC当前比例值(beta)或者小信号参数转移函数。
4. 绘制等效电路模型：根据三极管的工作状态和参数，绘制三极管的等效电路模型。
5. 应用小信号模型：将输入信号分解为直流分量和交流分量，然后将交流分量应用到等效电路模型中，得到输出信号。
6. 分析输出信号：通过求解等效电路模型，计算输出电压和输出电流的幅值，以及增益和相位移等指标。
7. 进行稳定性分析：根据等效电路模型中的电容、电感等元件，分析电路的稳定性和频率响应。
8. 进行偏置点设置：根据三极管的工作状态和偏置点的要求，调整电路中电阻的值，以实现所需的工作状态。
以上是一般的三极管电路分析方法，具体分析步骤也可能根据电路的复杂程度和设计要求而有所不同。
放大电路微变等效电路法
放大电路微变等效电路法微变等效电路法仅用于对放大电路开展动态分析，不能计算直流静态工作点。
微变等效电路的实质是将由非线性元件三极管组成的交流放大电路等效成一个线性元件开展分析。
1.输入回路的微变等效电路从晶体管的输入特性曲线可见，共射极接法的晶体管的输入回路可用管子的输入电阻来等效代替。
其输入回路的等效电路如图(b)左半部所示。
工作中rbe用下式估算：IE是发射极静态电流，单位为mA。
从晶体管的输出特性曲线可见。
晶体管输出回路可以等效为一个受控的恒流源，如图(b)右半部分所示。
一、放大电路的微变等效电路画放大电路的微变等效电路的步骤是：（1）画出晶体管的微变等效电路，标定基极B、集电极C、发射极E和公共地的位置。
（2）将直流电源UCC及所有的电容短路（将放大电路转换成交流通路），再将其它元件对号入座。
二、放大器的性能分析画出微变等效电路以后，就可以用求解线性电路的方法计算放大器的主要性能指标，包括电压放大倍数、输入电阻ri和输出电阻ro 。
1.电压放大倍数当放大电路的输出端开路时，2.输入电阻ri放大电路对信号源来说是一个负载，可以用一个电阻等效代替，这个电阻既是信号源的负载，又是放大电路的输入电阻。
输入电阻定义为放大电路的输入电压与输入电流之比值，即通常要求放大器的输入电阻高一些，ri愈大，放大电路从信号源吸取的电流愈小，减轻信号源的负担。
3.放大电路的输出电阻ro对负载（或后一级放大电路）来说，放大电路相当于一个具有内阻ro 和Uo'恒压源的信号源，这个等效电源的内阻ro 就是放大电路的输出电阻。
ro越小，负载变化时，输出电压的变化也越小，说明放大电路带负载能力越强。
放大电路的输出电阻ro ，定义为[例1] 在图（a）所示电路中，若晶体管为3DG100，已知在工作点处β=40 ，设UBE =0.7V。
（1）计算静态工作点；（2）求rbe ；（3）计算电压放大倍数；（4）若CE 开路，再计算电压放大倍数；（5）CE未断开时，求放大电路的输入电阻ri、输出电阻rO。
放大电路分析方法2微变等效-稳Q-三种电路.
Rc
rbe
308
负载：Au
( Rc // RL )
rbe
115
利用等效电路法求电路参数的步骤
1. 首先利用图解法或近似估算法确定放大电路的静态 工作点 Q 。
2. 求出静态工作点处的微变等效电路参数 和 rbe 。 3. 画出放大电路的微变等效电路。可先画出三极管的 等效电路，然后画出放大电路其余部分的交流通路。
(1-3)
二、共射放大电路动态参数的分析
电路动态参数分析就是求解电路电压放大倍 数、输入电阻 ( 信号源后部分 ) 、输出电阻 ( 负 载前部分)。
(1-4)
解题的方法是： 路 (单电源阻容耦合)
I b
v V ii Rb
I c I b
Rc
RL V O
对于为放大电路提供信号的信号源来说，放大电路是负 载，这个负载的大小可以用输入电阻来表示。考虑到信号源 内阻，输入电阻越大越好，输入电压越接近信号源电压。
I i
I b
Rb Ri
I c
(单电源阻容耦合)
V i
Ib Rc
RL V O
V Ri i Rb // rbe I i
，
解:(1)
I CQ
VCC U CEQ
,
I BQ I CQ / 20A
。
Rc
2m A
∴ Rb
VCC U BEQ I BQ
565k
Uo ( Rc // RL ) 100 (2) 由 Au Ui rbe
可得:
RL 2.625k
2. 求输入电阻(是动态电阻，与Q点相关)
2.3.3 微变等效电路法(也叫H参数等效模型)
(完整版)三极管及放大电路原理
测判三极管的口诀三极管的管型及管脚的判别是电子技术初学者的一项基本功，为了帮助读者迅速掌握测判方法，笔者总结出四句口诀：“三颠倒，找基极；PN结，定管型；顺箭头，偏转大；测不准，动嘴巴。
”下面让我们逐句进行解释吧。
一、三颠倒，找基极大家知道，三极管是含有两个PN结的半导体器件。
根据两个PN结连接方式不同，可以分为NPN型和PNP型两种不同导电类型的三极管，图1是它们的电路符号和等效电路。
测试三极管要使用万用电表的欧姆挡，并选择R×100或R×1k挡位。
图2绘出了万用电表欧姆挡的等效电路。
由图可见，红表笔所连接的是表内电池的负极，黑表笔则连接着表内电池的正极。
假定我们并不知道被测三极管是NPN型还是PNP型，也分不清各管脚是什么电极。
测试的第一步是判断哪个管脚是基极。
这时，我们任取两个电极(如这两个电极为1、2)，用万用电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻，观察表针的偏转角度；接着，再取1、3两个电极和2、3两个电极，分别颠倒测量它们的正、反向电阻，观察表针的偏转角度。
在这三次颠倒测量中，必然有两次测量结果相近：即颠倒测量中表针一次偏转大，一次偏转小；剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小，这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基极(参看图1、图2不难理解它的道理)。
二、PN结，定管型找出三极管的基极后，我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的导电类型(图1)。
将万用表的黑表笔接触基极，红表笔接触另外两个电极中的任一电极，若表头指针偏转角度很大，则说明被测三极管为NPN型管；若表头指针偏转角度很小，则被测管即为PNP型。
三、顺箭头，偏转大找出了基极b，另外两个电极哪个是集电极c，哪个是发射极e呢?这时我们可以用测穿透电流ICEO的方法确定集电极c和发射极e。
(1) 对于NPN型三极管，穿透电流的测量电路如图3所示。
根据这个原理，用万用电表的黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec，虽然两次测量中万用表指针偏转角度都很小，但仔细观察，总会有一次偏转角度稍大，此时电流的流向一定是：黑表笔→c 极→b极→e极→红表笔，电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致(“顺箭头”)，所以此时黑表笔所接的一定是集电极c，红表笔所接的一定是发射极e。
三极管放大电路分析方法
三极管放大电路分析方法1.直流分析法：首先需要对三极管的直流工作点进行分析，确定三极管的偏置电流及偏置电压。
偏置电流的大小决定了三极管的放大倍数，偏置电压的大小决定了输出信号的工作范围。
直流分析法的步骤如下：-根据电路图，将三极管放大电路简化为三极管模型，剔除输入和输出耦合电容等影响。
-利用基本电路分析技巧，根据电路中的电阻、电压和电流关系，列出基于基尔霍夫定律的电路方程。
-解电路方程，计算出各个节点和元件的电流和电压值。
-利用得到的结果，确定三极管的工作状态和偏置电流。
2.小信号分析法：在直流偏置条件下，对三极管的输入信号进行小信号分析，得到输入端和输出端的端口等效电路，从而计算三极管的增益和带宽等性能指标。
小信号分析法的步骤如下：-对三极管放大电路进行小信号模型化处理，即将电路中的大信号元件（如三极管和电容等）线性化为小信号源和等效电路。
-根据放大电路的小信号模型，利用基本电路分析技巧，建立输入端和输出端的等效电路。
-根据等效电路，计算放大电路的增益和带宽等性能参数。
3.负反馈法：-确定三极管放大电路的基本参数，如放大倍数、输入和输出阻抗等。
-控制负反馈系统的增益，确定电压比例器的比例关系。
-根据反馈系统的特性和电路的参数，确定电压比例器的阻值，从而实现所需的放大倍数。
-在确定了电压比例器的阻值后，通过计算反馈回路的频率响应、相移等参数，来进一步优化电路性能。
以上是三极管放大电路分析的几种常用方法，每种方法都有其独特的优势和适用范围。
通过综合运用这些方法，可以对三极管放大电路进行全面的分析和优化，实现设计要求。
放大电路的分析方法_OK
ICQ
iC 2
1
Q
Q’’
IB = 4 0 µA
直流负载线 20
0
0
2 t
电压放大倍数: 0
Au
ΔvO Δv
ΔvCE Δv
2
I
BE t
4. 5
VCvE6CQE
7. 5
9
0
12 vCE/V vCE/V
11
《模拟电子技术》
【例】用图解法求图示电路电压放大倍数。
RL = 3 k 。
解： 求 RL 确定交流负载线
1/RL 直线，该直线即为
O
VCEQ
交流负载线。 vCE /V
ICQRL
8
3) 动态工作情况图解分析
《模拟电子技术》
（1) 据vi的波形在输入特性曲线图上画vBE、iB的波形
iB
iB / µA
60
3条负载线
Q’
的方程？
Q
IBQ
40
iB
20
Q’’
0
2 t 0
0
0.68 0.7 0.72 vBE
VCC vBE/V
IC IB
2）求rbe
rbe
200
(1
)
26(mV ) IEQ (mA )
《模拟电子技术》
VCC
Rc
Rb
+
vs _
RL
VBB
VCC Rc IL
Rb IB
+IC
+
V_CE
VBE _
RL
VBB
34
3）画交流通路
Rb + vs _ VBB
4）放大电路的小信号模型
三极管放大电路及其等效电路分析法
共集放大电路采用NPN或PNP三极管，输入信号加在基极和发射极之间，通过调整集电极和发射极之间的电压来 控制输出信号的幅度和相位。其输入阻抗较高，输出阻抗较高，电压放大倍数小于1，适用于信号跟随和缓冲。
04
CATALOGUE
三极管放大电路的应用
在音频信号处理中的应用
音频信号放大
三极管放大电路常用于音频信号的放大 ，如音响设备、麦克风等。通过放大音 频信号，提高声音的响度和清晰度。
合理布线
优化电路板布线，减小信号干扰和寄生效应 。
电源滤波
采用电源滤波技术，减小电源噪声对电路的 影响。
三极管放大电路的调试与测试
静态工作点的调试
调整三极管基极和集电极的偏置电压 ，使放大器处于最佳工作状态。
动态性能测试
测试放大器的电压放大倍数、频率响 应和失真度等动态性能指标。
输入输出匹配调试
确保输入信号和输出信号之间的阻抗 匹配，减小信号损失。
VS
声音效果处理
在音频领域，三极管放大电路还可以用于 声音效果的添加和处理，如音调调整、混 响等。
在通信系统中的应用
信号放大
在通信系统中，三极管放大电路用于信号的 放大，确保信号传输的稳定性和可靠性。
调制解调
在无线通信中，三极管放大电路用于信号的 调制和解调，实现信号的发送和接收。
在自动控制系统中的应用
CATALOGUE
三极管放大电路的等效电路分析法
等效电路分析法的定义
等效电路分析法是一种将复杂电路简 化为简单等效电路的方法，通过等效 元件和等效参数来描述电路的性能。
在三极管放大电路中，等效电路分析 法可以将三极管内部结构及其工作原 理抽象化，以便于理解和分析。
三极管微变等效电路
ui
uo
解：（1）
µ = = −23 A I BQ = V CC − U BE
−12 + 0.3
RB
510
I CQ = β I BQ = 50 × ( − 23 µ A ) = − 1.15 mA
UCEQ = VCC − ICQ (RC + RC′ ) = −7.4V
rbe
=
300 +
(1 +
β
)
般可忽略它们的影响，得到
简化电路
ib rbe ube µT uce
uce
ic
β ib rce uce
关于小信号模型的说明
v H参数均是针对变化量的，因此模型只能用来求 动态变化量，不能用来求静态直流量；
v H参数均是在Q点附近确定的，因此只有在输入信 号幅度不大，晶体管工作在线性区时应用此模型 误差较小；
A&u
=
U&o U&i
=
− βI&b ( RC // RL ) I&brbe + (1 + β )I&b RE1
I&b
bc
= − β ( RC // RL ) I&c rbe + (1 + β )RE1
= − 50(2 // 2) 0.85 + (1+ 50) × 0.5
+
UU&&ii
rbe
RB
e
βI&b
（2）
RS
+ U&s
-
I&b b c I&c
+
r U&i R1
放大电路分析方法、图解法分析放大电路
放⼤电路分析⽅法、图解法分析放⼤电路放⼤电路分析⽅法、图解法分析放⼤电路⼀、本⽂介绍的定义⼆、放⼤电路分析⽅法三、图解法⼀、本⽂介绍的定义放⼤电路分析、图解法、微变等效电路法、静态分析、动态分析、直流通路、交流通路、单管共射放⼤电路的直流和交流通路、静态⼯作点、图解法分析静态、直流负载线、交流负载线、电压放⼤倍数公式、交直流并存状态、电压放⼤作⽤、倒相作⽤、⾮线性失真、截⽌失真、饱和失真、最⼤输出幅度、电路参数对静态⼯作点的影响、⼆、放⼤电路分析⽅法放⼤电路分析：放⼤电路主要器件如双极型三极管、场效应管，特性曲线是⾮线性的，对放⼤电路定量分析，需要处理⾮线性问题，常⽤⽅法，图解法和微变等效电路法。
图解法：在放⼤管特性曲线上⽤作图的⽅法对放⼤电路求解。
微变等效电路法：将⾮线性问题转化成线性问题，也就是，在较⼩变化范围内，近似认为特性曲线是线性的，导出放⼤器件等效电路和微变等效参数，利⽤线性电路适⽤的定律定理对放⼤电路求解。
静态分析：讨论对象是直流成分，分析未加输⼊信号时，电路中各处的直流电压、直流电流。
动态分析：讨论对象是交流成分，加上交流输⼊信号，估算动态技术指标，电压放⼤倍数、输⼊电阻、输出电阻、通频带、最⼤输出功率。
直流通路：电容所在路视为开路；电感所在路视为短路。
交流通路：电容容抗为1/(wC)，电容值⾜够⼤，电容所在路视为短路；电感感抗为wL；理想直流电压源Vcc视为短路(因为电压恒定不变)；理想电流源，视为开路(因为电流变化量为0) 。
单管共射放⼤电路的直流和交流通路：如下图，直流通路，将隔直电容开路；交流通路，将隔直电容短路，直流电源Vcc短路。
静态⼯作点：三极管基极回路和集电极回路存在着直流电流和直流电压，这些电流电压在三极管输⼊输出特性曲线上对应⼀个点，称为静态⼯作点，静态⼯作点的基极电流Ibq、基极与发射极之间的电压Ubeq、集电极电流Icq、集电极与发射极电压Uceq。
三、图解法图解法分析静态：⽤作图的⽅法分析放⼤电路静态⼯作点。
放大电路的三种基本分析方法
放大电路的三种基本分析方法i c =0,U CE =V CC =12vu CE =0,ic=123CC c V R k==4mA （3）连接两点，得直流负载线。
（4）列基极输入回路，计算I BQI BQ =CC BE b V U R -=120.7280k-≈0.04mA=40μA（5）找出直流负载线与i B = I BQ =40μA 的交点，即为Q 点，从图上查出I BQ =40μA 、I CQ =2mA 、U CEQ =6v 。
（与上例结果一致）2、电路参数对静态工作点的影响 （1） R b 对Q 点的影响R b 增大，I BQ 减小，Q 点沿直流负载线下移，易产生截至失真。
R b 减小，I BQ 增大，Q 点沿直流负载线上移，易产生饱和失真。
非线性失真分为截止失真和饱和失真两种。
① 饱和失真当放大电路的静态工作点Q 选取比较高时，I BQ 较大，U CEQ 较小，输入信号的正半周进入饱和区而造成的失真称为饱和失真。
图2.10所示为放大电路的饱和失真。
u i 正半周进入饱和区造成i c 失真，从而使u o 失真。
图2.10饱和失真消除饱和失真的方法是：增大R b ，即减小I BQ ，使Q 点下移至中心位置。
板书饱和失真与截至失真i c/m AM u CE/v I BQ1IBQI BQ2图2.9 R b 对Q 点的影响aQ 1R b1>R bQ 2R b2<R bN② 截至失真当放大电路的静态工作点Q 选取比较低时，I BQ 较小，输入信号的负半周进入截止区而造成的失真称为截止失真。
图2.11所示为放大电路的截止失真。
图2.11截至失真消除截至失真的方法是：减小R b ，即增大I BQ ，使Q 点上移至中心位置。
（2）Rc 对Q 点的影响R c 的变化，仅改变直流负载线的斜率。
R c ↓，Q 点↑，i B = I BQ 曲线右移；R c ↑，Q 点↓，i B = I BQ曲线左移。
三极管放大电路详细分析
所以，交流负载是过 Q 点且与横轴夹角为 α′的直线。由于 RL′<RL，则 α′>α，所以交 流负载线比直流负载线陡一些。
接负载 RL′后，信号的工作点就沿着交流负载线变化。由于三极管输出曲线的恒流特 点。接 RL 与不接 RL 的 iC 相差不大，而 uCE 的动态范围减小了。因此，输出电压减小，电压 放大倍数下降。
分析放大电路时，一般要求解决两个方面的问题，即确定放大电路的静态和动态时的工
作情况。静态分析就是要确定放大电路没有输入交流信号时，三极管各极的电流和电压。动
态分析则是研究在正弦波信号作用下，放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等。
1.5.1 三极管放大电路的静态工作点的估算
三极管放大电路的静态值，即直流 IBQ、ICQ、UCEQ 的值在输出 特性上反映为一个点，称为静态工作点 Q。静态工作点负载线与静态工作点
【例 2】电路及参数与【例 2-2】相同，试用图解法求电路的静态工作点。 解：（1）画出直流负载线 MN。在方程 UCE＝UCC－ICRC 中，令 IC＝0，则 UCE＝UCC＝ 12V，得 M 点；令 UCE＝0，则 IC＝UCC/Rc＝12V/3KΩ＝4mA，得 N 点，连接 MN 两点所得 到的直线即为直流负载线。 （2）确定静态工作点 静态基极电流
iB＝IBQ＋ib＝40μA＋20SinωtμA 由于三极管的电流放大作用，ib 变化将引起 ic 很大的变化，如图 2-18(a) 所示。 当 iB=60μA 时，负载线与 iB=60μA 的输出曲线的交点为 Q1；当 iB=20mA 时，负载线 与 iB=20mA 的输出特性曲线的交点为 Q2。因此，当信号变化时，工作点就在 Q1 与 Q2 之间 变化。如果工作点的变化是在放大区内。那么 ib 作正弦变化时。ic、uce 也按正弦规律变化， 所以
三极管及放大电路—放大电路的微变等效电路分析法(电子技术课件)
二、放大电路动态指标的估算
1.性能指标估算
共射放大电路微变等效电路
（1）电压放大倍数的估算
•
•
AU
UO
.•
Ui
•
•
Ui Ib rbe
•
•
Uo Ib R'（L R'L RC // RL )
•
•
故共射放大电路的电压放大倍数为：
•
AU
UO
.•
Ui
I b R'L
•
Ibr be
R'L
rbe
•
•
如果不考虑 U i 和 U o各自的相位关系，则上式也可以写成：
AU
UO
.
Ui
I b R'L
Ibr be
R'L
rbe
式中“-”表示输入信号与输出信号相位相反。
空载时电压倍数：
Au
RC rbe
Au Au 说明：放大电路带上负载后放大倍数将降低。
（2）输入电阻ri
（3）输出电阻ro
ro Rc
2.输入电阻ri
放大电路的输入端可以用一个等效交流电阻ri来表示,它定义为:
ri
ui ii
＋
rs
us －
＋ ii
ui －
放大电路
ro
ri
＋
uo′ －
＋ io
RL
uo
－
ri
ro
放大器接到信号源上以后，就相当于信号源的负载电阻，ri 越大表示放
大器从信号源索取的电流越小，信号利用率越高。
3.输出电阻ro
一是放大倍尽可能大； 二是输出信号尽可能不失真。 主要技术指标有：放大倍数、输入电阻、输出电阻。
晶体三极管放大电路交流分析-等效电路法
uo
us
80/131
ii us
ic ib
ib b
+
hie ube
-
e
ic
ii
ib
uohfeibuo Nhomakorabeaus
ui
hie
ri' ri
ic
+
hfeib
-
c
+
uce
-
e
（1） 输入阻抗计算
ri=hie
ri'=Rb//hie
81/131
（2） 输出阻抗计算 步骤：
ib
+
ic
Rs
ui
Rb hie
us
-
ri
ri
hfeib
Rc
+ RL uo
-
ro ro
①将输入信号源电压us短路，即 us =0 ②将负载开路即RL′ =∞,并令输出端电压为uo; ③在uo激励下，产生电流io, 输出阻抗ro ′ = uo/ io,
输出阻抗为：
ro
uo io
ro'=Rc
ib
+
ic hfeib io
Rs
Rb hie
Rc
uo
-
ro ro
82/131
（3） 电流增益AI
AI
ic ib
=
hfe
+ Rs
ui
uus s
-
ri
（4） 电压增益AU
AU
uo ui
=
-icRL'
ibhie
hfe RL' hie
ib ic
放大电路的动态分析(精)
求法：外加电压法
短路 RL开路，E S ，产生电流I 输出端外加电压 U
Ib 0
.
I
Ib
.
.
U ro (动 态 电 阻 ) I U I b 0 ro RC I
.
RC
RS
RB
rbe
U
.
ro RC是因为受控电流源的电 阻不是无穷大
uBE
即uBE 与iB成正比，定义 rbe为这两者之比
uBE rbe iB
UCE
ube ib
rbe称为三极管的输入电阻
rbe即为Q点的动态电阻
淮海工学院电子工程系
26( mV ) rbe 300 (1 ) I E ( mA)
单 位：
26( mV ) 或 者 rbe 300 I B ( mA)
RS
eS
ui
C1
iC
C2
uCE
RL u0
u BE
（2）根据 ui 的波形在输入特性曲线上作出 iB 的波形
uBE U BE ui U BE ube
uBE iB
淮海工学院电子工程系
iB ( A)
IB
IB
iB ( A)
Q1 Q
Q2
t
U BE
但当三极管的Q点合适时，如果 ui 很小，则可把Q等效。 该线性电路即为三极管的微变等效电路
淮海工学院电子工程系
1、晶体管的微变等效电路 观察晶体管的输入曲线 当ui 很小时，可认为Q点附近 的曲线段是一条直线
IB
i B ( A)
Q
i B
三极管的基本放大电路分析
中新口腔
(b) 交流通路
(c)微变等效电路
图 7.12 共发射极基本放大电路
中新口腔
(3) 动态性能分析
电压放大倍数Au
Au
Uo Ui
Ib RL
I b rbe
RL rbe
输入电阻Ri
输入电阻指从放大电路输入端AA/ (如图7.13)看进去
的等效电阻，定义为：
Ri=
Ui Ii
由图7. 12可知
中新口腔
图7.5(b)
中新口腔
饱和失真： 三极管进入饱和区而引起的失真。通过 增大基极偏置电阻RB的阻值来 消除。
失真波形如图7.6所示。
图 7. 6 截止失真
中新口腔
饱和失真： 三极管进入饱和区而引起的失真。通 过增大基极偏置电阻RB的阻值来 消除。
失真波形如图7.7所示。
图 7. 7 饱和失真
IE
300 (1 37.5) 26mV 1.5mA
= 967Ω
Au
RL/ rbe
37.5 (4 // 4) 0.967
78
Ri = RB // rbe=300 // 0.967≈0.964kΩ
Ro=RC=4kΩ
中新口腔
20 断开RL后
Au
RC rbe
37.5 4 0.967
(7. 2)
UCE = UCC - IC RC
(7.3)
中新口腔
2. 图解法 (1) 作直流负载线
由 uCE = UCC - iC RC
令iC=0时，uCE= UCC，在横轴上得M点(UCC ，0)
令uCE=0时，URCCC
，在纵轴上得N点(0U，RCCC
)
连接M N 即直流负载线
三极管电路直流等效电路
三极管电路直流等效电路
三极管电路的直流等效电路主要是为了分析其静态工作点，在分析时，由于我们关注的是直流偏置条件下的行为，所以需要将交流信号视为零或短路处理。
对于NPN型和PNP型双极结型晶体管（BJT）的共射极放大电路，其直流等效电路可以简化如下：
1.NPN型三极管直流等效电路：
-集电极电源Vcc通过电阻Rc与集电极相连。
-基极通过电阻Rb从电源Vbb获得偏置电压，基极与发射极之间还有一个偏置电阻Re，有时也会有旁路电容Cb用于滤除高频噪声并保持直流偏置稳定。
-发射极接地，因此发射极-基极之间的pn结用一个正向压降（大约0.6V至0.7V）来表示。
2.PNP型三极管直流等效电路：
-同理，只是极性相反，发射极接电源VEE，基极通过电阻RB 连接到地，并且集电极接地，同时也有相应的RC和RE电阻以及可能存在的基极旁路电容CB。
简化的直流等效电路中，不考虑电容的隔直作用，只保留电阻网络和二极管模型（对于BJT而言是两个反向偏置的pn结）。
通过计
算各极点的电压值，可以确定三极管的工作区域（截止、饱和或线性放大区）以及静态工作电流Ib、Ic和Ie。
例如，在共射极放大器中，我们通常会计算出合适的基极电流Ib，从而设置正确的集电极电流Ic以达到预期的放大效果。
这个过程就是所谓的偏置设计，目的是确保信号输入时三极管能在其线性放大区域内工作。
万能的三极管等效模型!帮你搞定各种参数分析
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一般来说等效电路法又称为低频小信号模型，其具体为：在低频小信号作用下的放大电路中，将放大电路中的基本元件看成一个线性双口网络，利用该网络的h 参数来表示放大电路的输入与输出特性便可得到一个等效线性电路，所以也称为h 参数等效模型。
1 模拟电路中的常用放大电路
1.1 晶体管放大电路
晶体管放大电路的主要构成元件为pnp 型、npn 型硅晶体管及若干电阻组成。
它主要利用晶体管的特性对电路中电流进行放大，通过对该电路的输入特性与输出特性的分析，得出该放大电路包含3 种工作状态，即饱和区、放大区及截止区，正常情况下应使放大电路工作在放大区。
常见电路形式如1.2 场效应管放大电路
场效应管也是作为一种最基本的放大电路，它的主要组成为场效应管及若干电阻，其工作原理与电路形式和晶体管放大电路相同，相比晶体管放大电路，具有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好等优点。
常见电路形式如差分放大电路的主要构成为晶体管、场效应管及若干电阻，它的主要特点在于采用完全对称的电路结构形式，以此来抑制基本放大电路产生的零点漂移，使得工作点更加稳定，常见电路形式如1.4 有源负载放大电路
有源负载放大电路主要构成元件为晶体管、场效应管及若干电阻，这种放大电路以电流源电路作为有源负载，这样在电源电压不变的情况下，既可获得合适的静态电流，对于交流信号，又可以得到较大的等效电阻，从而提高电压增益。
常见电路形式如2 等效电路法在放大电路分析中的应用实例为了研究等效电路法在实际放大电路分析中的应用，下面以晶体管放大电路分析为例。
三极管放大电路的分析-等效电路法
3、用h参数模型计算交流性能
⑴、基本共射放大电路 ⑵、直接耦合共射放大电路 ⑶、阻容耦合共射放大电路
微变等效电路的画法：1-2-3
看动画4.3-2
34 49
3、用h参数模型计算交流性能
⑴、基本共射放大电路
使用双电源
35 49
3、用h参数模型计算交流性能
36 49
3、用h参数模型计算交流性能
39 49
3、用h参数模型计算交流性能
⑵、直接耦合共射放大电路
40 49
3、用h参数模型计算交流性能
41 49
3、用h参数模型计算交流性能
①电压放大倍数
Rb1 + Rb 2 // rbe Ui = I b rbe Rb 2 // rbe
′ U O = I C ( RC // RL ) = β I b RL ′ Rb 2 // rbe β RL Au = = = Rb1 + Rb 2 // rbe Rb1 + Rb 2 // rbe rbe Ui I b rbe Rb 2 // rbe
2 49
三、等效电路分析法
1、晶体管的直流模型及静态工作点的计算 2、晶体管共射h参数等效模型 3、用h参数模型计算交流性能 4、应用举例
3 49
1、晶体管的直流模型及静态工作点的计算
⑴输入特性的等效
4 49
1、晶体管的直流模型及静态工作点的计态工作点的计算
ube = hiei + hreuce b i = hfei + hoeuce b c
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⑵、晶体管 h参数模型的导出
若输入为正弦量，则可用向量表示，并得出h参数模 型。
ube = hiei + hreuce b c b i = hfei + hoeuce
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26 49
⑷、 晶体管h参数模型的简化
由以上讨论可知， hre和hoe都很小（ hre <10-2 ， hoe<10-5S, rce>100K ），可忽略不计， h参数的简化模 型为：
27 49
⑷、 晶体管h参数模型的简化
注意：
①电流源是受控源，不但大小决定于iB， 而且方向也必须与之对应，不能随意假定。 ② h参数模型的对象是变化量，不能用它 来求静态工作点。 ③微变等效电路虽然没反映直流量，但小信号 参数是在Q点求出的，所以计算结果反映了 工作点附近的情况。
u CE
h re hoe
u BE = u CE iC = u CE
iB
h fe
,
u CE
iB
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⑵、晶体管 h参数模型的导出
u BE u BE diB + duCE du BE = iB u uCE i CE B di = iC di + iC du B CE C iB uCE i uCE B
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1、晶体管的直流模型及静态工作点的计算
⑷、具体计算 使用双电源时
I BQ =
V BB U BEQ Rb
I CQ = βI BQ U CEQ = VCC I CQ RC
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1、晶体管的直流模型及静态工作点的计算
使用单电源、直接耦合
RS ≠ 0时： I BQ = VCC U BEQ Rb 2 VCC U BEQ Rb 2 U BEQ Rb1 + RS U BEQ Rb1
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⑴、双端口网络参数的回顾
根据电路理论，下面的双端口网络可用不同的参数 方程来表示：
U 1 = Z 11 I 1 + Z 12 I 2 U 2 = Z 21 I 1 + Z 22 I 2
I 1 = Y11 U 1 + Y12 U 2 I 2 = Y21 U 1 + Y22 U 2
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⑸、晶体管rbe的近似表达式
在晶体管h参数的简化模型中，β是一个基本参数，一 般晶体管手册中给出，也很容易测出；但rbe不易测出， 下面根据晶体管的结构和特性推出rbe的近似表达式。 在低频时不考虑结电容的影响，晶体管的结构图如下：
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⑸、晶体管rbe的近似表达式
由该图可得方程：
上式变为：
duBE = hiedi + hreduCE B C B di = hfedi + hoeduCE
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⑵、晶体管 h参数模型的导出
因为：u BE = U BEQ + ube , uCE = U CEQ + uce ,
而微分表示交流量，上式变为
iB = I BQ + ib iC = I CQ + ic ,
UO
=
β ( RC // RL )
rbe
=
′ βRL rbe
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Ui
3、用h参数模型计算交流性能
②输入电阻 ③输出电阻 RO=RC
Ri = Rb // rbe
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3、用h参数模型计算交流性能
④若信号源内阻不等于零，则：
Ri Aus = = = Au RS + Ri US US Ui
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3、用h参数模型计算交流性能
⑴、基本共射放大电路 ⑵、直接耦合共射放大电路 ⑶、阻容耦合共射放大电路
微变等效电路的画法：1-2-3
看动画4.3-2
34 49
3、用h参数模型计算交流性能
⑴、基本共射放大电路
使用双电源
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3、用h参数模型计算交流性能
36 49
3、用h参数模型计算交流性能
37 49
3、用h参数模型计算交流性能
①电压放大倍数
U i = I b ( Rb + rbe ), Au =
U O = Ic Rc = β I b Rc
UO
=
β RC
Rb + rbe
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Ui
3、用h参数模型计算交流性能
②输入电阻 Ri=Ui/Ii=Rb+rbe ③输出电阻 RO=RC
U be = I b rbb ' + I e rb 'e '
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⑸、晶体管rbe的近似表达式
根据PN结方程，发射结电流为：
iE = I S ( e
u UT
1)
（u为发射结电压）
31 49
⑸、晶体管rbe的近似表达式
1 di E d = = [ I S (e rb′e′ du du rb′e′ UT ≈ I EQ
I1
h22 =
I2
是输入开路时的输出导纳
I 1 =0
16 49
U2
⑵、晶体管 h参数模型的导出
晶体管在共射接法时，输入输出关系如下：
输入特性为：u BE = f (iB , uCE ) 输出特性为：iC = f (iB , uCE )
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⑵、晶体管 h参数模型的导出
u BE = f (iB , uCE ) iC = f (iB , uCE )
RS = 0时： I BQ =
I CQ = βI BQ
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1、晶体管的直流模型及静态工作点的计算
RL = ∞ 时： U CEQ = VCC I CQ RC RL ≠ ∞ 时： U CEQ = VCC ( I CQ + U CEQ = (VCC U CEQ RL ) RC
RL I CQ RC ) RC + RL
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⑸、晶体管rbe的近似表达式
UT rbe = rbb′ + (1 + β ) I EQ
其中：UT=26mV （ T＝300k ） 对小功率晶体管 rbb′ ≈ 100 ~ 300 通常可以取 200 ，相当于基区的体电阻。 0.1mA<IE<5mA，超过此值范围则会带来较大 误差。
2 49
三、等效电路分析法
1、晶体管的直流模型及静态工作点的计算 2、晶体管共射h参数等效模型 3、用h参数模型计算交流性能 4、应用举例
3 49
1、晶体管的直流模型及静态工作点的计算
⑴输入特性的等效
4 49
1、晶体管的直流模型及静态工作点的计算
⑵、输出特性的等效
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1、晶体管的直流模型及静态工作点的计算
39 49
3、用h参数模型计算交流性能
⑵、直接耦合共射放大电路
40 49
3、用h参数模型计算交流性能
41 49
3、用h参数模型计算交流性能
①电压放大倍数
Rb1 + Rb 2 // rbe Ui = I b rbe Rb 2 // rbe
′ U O = I C ( RC // RL ) = β I b RL ′ Rb 2 // rbe β RL Au = = = Rb1 + Rb 2 // rbe Rb1 + Rb 2 // rbe rbe Ui I b rbe Rb 2 // rbe
h11 =
U1
是输出短路时的输入阻抗
U 2 =0
I1
h12 =
U1
是输入开路时的电压反馈系数
I 1 =0
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U2
⑴、双端口网络参数的回顾
U 1 = h11 I 1 + h12 U 2 I 2 = h21 I 1 + h22 U 2
h21 =
I2
是输出短路时的电流放大倍数
U 2 =0
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1、晶体管的直流模型及静态工作点的计算
使用单电源、阻容耦合
I BQ =
VCC U BEQ Rb
I CQ = βI BQ U CEQ = VCC I CQ RC
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2、晶体管共射h参数等效模型
⑴、双端口网络参数的回顾 ⑵、 晶体管h参数模型的导出 ⑶、 晶体管h参数的物理意义 ⑷、 晶体管h参数模型的简化 ⑸、晶体管rbe的近似表达式
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⑶、 晶体管h参数的物理意义
③、 hfe：输出端交流短路时的正向电流放大倍数，它反映了基 极电流对集电极电流的控制作用。习惯上用β表示。 求法： hfe= iC/ iB
25 49
⑶、 晶体管h参数的物理意义
④、hoe: 输入端交流开路时的输出电导，习惯上用rce表示晶体管 的输出电阻，即rce=1/ hoe。一般h22e<10-5S, 即rce>100K. 求法： hoe = iC/ uCE
§4.3 放大电路的分析方法 （二）
等效电路分析法
1 49
等效电路分析法
晶体管特性的非线形使电路分析复杂化， 因此，我们总是对它作近似处理，在一定的 条件下把它线性化。这是引出等效电路的指 导思想。这种方法把电路理论与晶体管的特 性结合起来，能有效地解决许多实际问题， 是分析电子电路的有力工具。
UO
′ β I b RL
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3、用h参数模型计算交流性能
②输入电阻 ③输出电阻 RO=RC
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3、用h参数模型计算交流性能
⑶、阻容耦合共射放大电路
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3、用h参数模型计算交流性能
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3、用h参数模型计算交流性能
①电压放大倍数
U i = I b rbe U O = I c ( RC // RL ) = β I b (
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注意：晶体管只有静态工作点合适才能
起放大作用，因此，分析放大电 路时，总是遵循“先静态，后动 态” 的原则。 两种分析方法的比较与使用： 1. 用图解法求Q点。 2. 输入信号幅度小时，用小信号模型 3. 输入信号幅度大时，工作点到了非 线性区域就要采用图解法。