电工技术基础_课件3(7)

图3.7.2 例3.7.1的图
3.7 应用实例
实例（二）电流表电路的节点电压分析 例3.7.2在图3.7.3所示电路中，给出了一个在晶体管放大器的分析 和设计中遇到的通用结构。假定所有电路元件值— R1,R2,RC,RE,VCC和VO都已知。 (a)试写出能够确定每个电路元件电流的方程。 (b)根据这些方程推导出用电路元件值计算iB的公式。
R0
R1 R2 R1 R2
3.7 应用实例
列左边网孔KVL方程，已知，
IE =(1+ )IB
Vs R0 I B V0 RE (1 )I B
IB Vs V0 R0 (1 ) I B
(3.7.13)
(3.7.14)
Vs Vc7.2所示电路中，试求当Vs=2V,Is=10A时， V1为多少？通过实验知道下列实验数据，当 Vs=1V,Is=1A时，V1=0V；，当Vs=10V,Is=0A时， V1=1V。
解:把虚线内部分看成封装好的电路，由叠加原理我们 知道。 V1=K1Vs+K2IS 代入已知条件得： K1+K2=0 10K1=1 解得:K1=0.1 K2=-0.1 当Vs=2V,Is=10A时， V1=0.1Vs-0.1IS=-0.8V


3.7 应用实例 v v V v 0 i （3.7.1） R R R
b b CC c B 2 1 E
将式（3.7.2）和（3.7.3）代入式（3.7.1），产生
1 V CC 1 1 V0 vb R1 1 RE R1 R2 1 R E
图3.7.5 对包含非独立源的电路求戴维南等效电路
例3.7.3 图3.7.5所示电路，求其戴维南等效电路。
解(1)求VS, Ix=0，
Vs Vab (20I )(25) 500I
5 3V 5 3Vs I 2000 2000
图3.7.5 对包含非独立源 的电路求戴维南等效电路
图3.7.8 用交替法计算戴维南电阻
R0=VT/IT
IT
vT 20i （3.7.6） 25
（3.7.7）
3VT I mA 2
将方程（3.7.7）代入方程（3.7.6），解出
IT VT 60VT 25 2000
（3.7.8）
IT 1 6 50 1 VT 25 200 5000 100
(3.7.4)
从式（3.7.4）中解vb,得
V R 1 R V R V v R R 1 R R R
CC 1 2 E 0 1 b 2 E 1 2
2
(3.7.5)
将式（3.7.5）和式（3.7.2）及式（3.7.3）组合就可以求 得ib。求得ib后就可以求得其他电路元件上的电流。
电工技术基础
四川大学 电气信息学院 电工电子基础教学实验中心 2008年秋（48学时）
3.7 应用实例
实例（一）用叠加原理求黑箱问题
在实际电路中，常常遇到很复杂的电路，甚至电路结构不 知道，如图3.7.1所示，封装好的部分是无源线性网络，内部结 构不祥，我们想知道给这个网络中加上电源后，输出端的响应 该是多少？利用叠加原理我们不需要知道其内部结构，通过研 究激励和响应关系的实验方法，多次给网络加上电源，同时测 出输出端的响应，利用叠加原理，找出输出与输入的关系，我 们就可以解决这个问题。在例3.7.1中介绍了这个方法。
（3.7.9）
根据方程（3.7.9）和（3.7.8），有
R0 VT IT 100
（3.7.10）
3.7 应用实例
实例（四）戴维南等效电路用于放大电路
有的时候，可以通过使用戴维南等效电路 简化电路中的一部分，达到简化一个较大网络 的分析的目的。为了有助于下面的讨论，重新 讨论实例（二）电流表电路，如图3.7.3。
实例（三）求包含非独立源电路的戴维南等效电路
图3.7.5所示电路是实际电路的一部分，包含非独立源， 为了方便研究对负载的影响，我们可以把它等效为戴维南 等效电路。通过例3.7.3 来说明这个问题。如果电路包含非 独立源，另一种工程上求戴维南电阻的方法通过例3.7.4来 介绍。首先使所有独立源无效，然后在a，b端施加一个测 试电压源或测试电流源，戴维南电阻等于测试电源上的电 压与测试电源释放的电流之比。例3.7.4使用与例3.7.3相同 的电路，说明这种求 的交替法。 R0
3.7 应用实例
图3.7.3 晶体管放大电路 图3.7.4 图3.7.3所示电路中标出电压和广义节点 分析：电路有四个基本节点，节点a和d与节 点b和c相似，都是独立电压源连接。因为(n- vc iB iB RE 1)-2=1，所以问题简化为求一个未知节点电压。 （3.7.2） 使用d作为参考节点，将节点b和c组合为广义 vc vb V 0 节点。如图3.7.4所示，将R2上的电压降标记 （3.7.3） 为vb，将RE上的电压降标记为vc，可得
Vs 5V
(2)求短路电流
图3.7.6 图3.7.5所示电路a,b端短路
(2)求短路电流
I s 20I
当电压控制电压源变为零后，电流控制电流源I是
I 5 2.5mA 2000
联立这两个方程，求短路电流
I s 20(2.5) 50mA
(3)求R0 根据 I s 和 Vs ，得到
R0
R1 R2 R1 R2
将VS,IS代入就可以求得IB。
IB 如果采用以前的做法，是求其他支路电流的关键。重 画电路如图3.7.9所示，将V0左边的电路用戴维南等效电 路代替，要确定这种替代不影响支路电流I1, I 2 , I B 和 I E
图3.7.9 图3.7.3所示电路的 变化形式 V VccR2
s
R R2 1
图3.7.10 图3.7.9所示电路用 戴维南等效变换
100
R0
Vs 5 103 100 I s 50
5V
(4)画出戴维南等效电路。 图3.7.7图3.7.5的戴维南等效电路
例3.7.4使用测试电源求戴维南等效电路 使用上面所述的交替法求图3.7.5电路的戴维南电阻 解：首先是电路中的独立电压源失效，然后在电路的a，b 端施加一个测试电压源或测试电流源。如果采用测试电压 源，则将知道非独立电压源的电压，以及控制电流，所以 选择测试电压源。图3.7.8 给出了计算戴维南电阻的电路。