微变等效电路&共集放大电路

R' L Au rbe Rb
注意：负号表示输入和输出电压相位相反。
Rc Uo Rc // RL Au Au Ui Rb rbe Rb rbe
2. 输入电阻的计算
输入电阻指的是向放大电路输入端看进去的等效 电阻。 Ii Ib Ic
Rb
Ui
Ib
rbe
对于小功率三极管：
26(mV) 26(mV) rbe rbb' (1 ) rbb' I E (mA) I C (mA)
rbb'的量级一般为100~300欧，可取200或300欧。
IE 为Q的发射极电流。
2. 输出回路
iC 近似平行
iC ib
iC
输出端相当于一个受ib 控制的电流源。
U i I b rbe , U o I b ( RC RL ) U o RL Au Ui rbe RL RC RL
Au与共射电路大小 相等，但同相。
37
式中：
Ii
＋
Ie
RE
e rbe Ib
βI b c RC RL
Io
＋
Ui
－ Ri
Uo
－
二、 输入电阻Ri
Ri′ b
1、晶体管共射h参数等效模型 晶体三极管动态分析——微变等效
电路分析法
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。
思路：将非线性的BJT等效成一个线性电路
从晶体管的输入、输出特性曲线可以看出，晶体管各极 电压、电流关系呈非线性关系，所以晶体管为非线性元件。给 分析晶体管的工作情况造成了一定难度，增加了一定的复杂性。 但在一定条件下（ui为低频小信号时），可以将晶体管等效成 线性元件，建立线性模型。这样使问题简单化。
在放大电路的交流通路中，用晶体管的h 参数等效模型取代电路中的晶体管便可得到 放大电路的交流等效电路。
1. 电压放大倍数的计算——体现电路的放大能力。
Ui I b (rbe Rb )
Ii Rb
Ui Ib Ic
U O I b R'L
RL Uo RC
Ib
rbe
R'L RC // RL




共集放大电路（射极输出器）
UCC RB1 C1 ＋ Ui RB2 RE RL
Rs
＋ Us －
＋
C2 Uo
－
(a)电路
27
Ii
＋
Ib
b rbe e c βI
Ic
Rs
＋ Us － － Ri R′i Ui R B1 R B2
b
Ie RE
Io RL Ro
(b)பைடு நூலகம்流等效电路
RL’
共集电极放大器及交流等效电路
则：Ri 102K
Ri显著增大，所以共集电极电路的具有高输入电
阻的特性
Ri与RL’有关
30
Ii
Ib
b rbe
c
Ic
βIb
三、输出电阻Ro
Rs ＋
＋ e RB2 RB1 Ie RE
Ui
Io
RL Ro
Us －
Ib rb e Rs RB1 RB2 βI b
－
Ri
Ie Io′ Io ＋ Ro′ RE Ro Uo －
' o
Uo Ro Io
式中：
Us 0
RE
Ro RE
rbe Rs 1
Rs Rs RB1 RB2
Ro与Rs有关
32
Ib rb e Rs RB1 RB2 βI b Ro′ RE Ro Ie Io′ Io ＋ Uo －
Rs' rbe 是基极支路的电阻折合到射极的等效电 1
Ro
Ui I b rbe rbe Ri I e (1 ) I b 1 Ri RE Ri RE rbe 1
三、输出电阻Ro
Ro RC
38
三种基本放大器性能比较
39
ic ib
+ +
ib
+
ic 双端口 网络
+
+
T
+
+
+
u be +
u ce +
u be + -
u ce +
二、晶体管共射h参数等效模型
在共射放大电路中, 低频小信号作用时,可以将晶体管看成一 个线性双口网络,利用网络的h参数来表示输入、输出的电压与电
流的相互关系，便可得出等效电路，称为共射h参数等效模型。
UO I C ( RC // RL ) I b ( RC // RL )
( RL ' RC // RL ) UO RL '
Au Ui rbe
3 // 3 80 90 1.33
Ui Ri Rb // rbe Ii
Ri 1.33k
Ro Rc 3k
输出电阻体现了放大电路带负载能力。
1） 输出电阻RO计算：
从放大电路的输出端看进去的电阻。
RO RC
注意： 输出电阻与负载无关。
利用加压求流法求电路的输出电阻，令信号源 电压US=0,但保留其内阻RS。然后在输出端加一正弦 测试信号UO，于是产生一动态电流IO，则有
2）用加压求流法求输出电阻：
（2）
UO Ui UO Ri Aus Au US US Ui RS Ri
Aus
1.33 ( 90 ) 36 2 1.33
等效电路法分析共射放大电路
根据直流通路估算直流工作点
确定放大器交流通路、交流等效电路
计算放大器的各项交流指标
25
晶体管放大电路的三种接法
UO （2）若所加信号源内阻为Rs,求出： Aus U S ?
例 :电路如图所示 已知VCC=12V，Rb=510kΩ， RC=3kΩ ； 晶体管的rbb'=150Ω ,β=80， 导通时的UBEQ=0.7V； RL=3 kΩ 。 （1）求电路的Q、Au、Ri和 RO;
例
解: (1)首先求出Q点和rbe， 再求出Au、Ri和RO。
uCE
3、晶体管的微变等效模型：
Tb-e间用一等效电阻rbe来表示( rbe为动态电阻)； Tc-e间用一受控恒流源来表示
iC ib
UT rbe rbb' (1 ) I EQ UT rbb' I CQ
c
ic b
ib
ic
ib
c uce
ib
b
uce
e
ube r be
RL Uo
RC
Ui 输入电阻的定义： Ri Ii
Ii
Rb
Ui
Ib rbe
Ic
Ib
RL Uo RC
I i (rbe Rb ) Ii
rbe Rb
电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流 越小，对信号源的影响程度也越小。
3. 输出电阻的计算
对于负载而言，放大电路相当于信号源，从 放大电路输出端看进去的等效电阻即输出电阻。
E
L
o
－
B2
－
(a)共基极放大电路
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I ＋ U
i
I
e
e
βI
b
c
I
o
＋ R r R R U
i
E
be
b
C
L
o
－ R
i
I R′ b
i
－ R
o
(b)交流等效电路
共基极放大器及其交流等效电路
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Ii
＋
Ie
RE
e rbe Ib
βI b c RC RL
Io
＋
Ui
－ Ri
Uo
－
Ri′ b
Ro
一、1.电压放大倍数Au
这个模型是在小信号作用下的等效电路，所以只能用于放
大电路动态小信号参数的分析。也称微变等效电路法。
1. 输入回路: 当输入信号很小时，输入特性曲线在小范围内 近似直线。
iB
iB
uBE ube rbe iB ib
uBE uBE
对输入的小交流信号而言，三 极管b—e间相当于电阻rbe。 rbe是动 态电阻，与Q的位置有关，是Q切线 斜率的倒数。
28
一、电压放大倍数Au
U o I e ( RE RL ) (1 ) I b RL U i I b rbe U o I b rbe (1 ) I b RL
因而
Uo (1 ) RL Au U i rbe (1 ) RL
式中：
RL RE RL
Au≤1，而且Uo与Ui同相。
射极跟随器
29
Ii
Ib
二、输入电阻Ri
Rs
＋ －
b
rbe
c
Ic βIb
＋
Ui RB1 －
e
RB2 I e RE
Io
RL Ro
Ri rbe (1 ) RL Us
Ri RB1 RB2 Ri
Ri
Ri ′
若rbe 1K, 100, RL 1K
Ri ′
独立源置0， 端口设电压U0， 电流I0
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求共集放大器Ro的等效电路
Ib rb e Rs RB1 RB2 βI b Ro′ RE Ro Ie Io′ Io ＋ Uo －
Uo Ro Io
Us 0
RE
Ro
I b Rs RB rbe Rs RB rbe Uo Uo R ' 1 Ib Ie 1 Io
I BQ VCC U BEQ Rb
22.2 A
I CQ I BQ 1.77mA
UCEQ VCC I CQ RC 6.69 V
UCEQ大于UBEQ，说明Q点在晶体管的放大区。
UT rbe rbb ' 1.33k ICQ
画出交流等效电路如下：
Ui I b rbe

1 静态工作点稳定的共射级放大电路
偏流：当电源电压和集电极电阻确定后，放大 电路的Q点由基极电流IB来确定，这个电流叫偏 流。 偏置电路：获得偏流的电路 特点：电路结构简单，调试方便 偏置下的工作点在环境温度变化或更换管子时， 应力求保持稳定，应始终保持在放大区。 对信号的传输损耗应尽可能小。
26
Ii
0
Ib
rbe
IC
I b
0
所以：
IO
RC
Rb
UO RO RC UO IO
共射放大电路动态参数的分析
R' L Au rbe Rb
R'L RC // RL
Ri rbe Rb
RO RC
说明：虽然利用h参数等效模型分析的是 动态参数，但是由于rbe与Q点紧密相关，而且 只有在Q点合适时动态分析才有意义，所以对 放大电路进行分析时，总是遵循“先静态，后 动态”的原则，也只有Q点合适才可进行动态 分析。
e
ube 1. 微变等效电路模型仅对变化量而言的； 2. h参数与Q有关。
三、放大电路的微变等效电路
Rb ui uo 将交流通道中的三极管 画出放大电路的交流通道 用微变等效电路代替:
RC
RL
Ii Rb
Ib
Ic
Ib
rbe
RL Uo RC
交流通路
常用有效值表示
Ui
四、共射放大电路动态参数的分析
阻
若rbe 2K, 100, RS 1K
则：Ro 29.7 输出电阻小。
33
共集电路的特点： ①电压放大倍数小于1而近于1； ②输出电压与输入电压同相；
③输入电阻高；
④输出电阻低。
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共基放大电路
＋ ＋ C R ＋ CB R R
B1 C
＋
U
C R
＋
U
1
2
R U
CC
i