第6讲 微变等效电路分析法

rbb
(1
26mV )
I EQ
300 (1100 ) 26mV 760 5.71mA
画出微变等效电路，根据微变等效电路可知
Au
Uo Ui
( Rc // RL
rbe
)
100 1.0 103 // 1.0 103 760
65.8
ri
Ui Ii
Rb
//
rbe
rbe
760
ro Rc 1k
2. rbe的计算
́ 集电结电阻rć b́
基区体电阻 rbb́：三极管的种类、型号不同而不 同，一般低频小功率三极管约为几百欧；
发射区体电阻 re：发射区掺杂浓度高，体电阻 小，通常只有几欧，。
集电区体电阻 rc：集电区体电阻由于有较高的掺 杂和较大的面积因此也较小：
发射结电阻rb́e
u BE
u BE
2.5.1 共集电极放大电路分析
1. 静态分析
I BQ
UCC U BE
Rb (1 )Re
ICQ I BQ
IEQ (1 ) IBQ
UCEQ UCC (1 )I BQRe
2. 动态分析
① 求电压放大倍数
U&i I&b rbe (1 )I&b ( Re / / RL ) I&b [ rbe (1 )( Re / / RL )]
2.4.1 微变等效电路模型
微变等效电路是在适当的静态偏置条件下，放大电路加入小信号时对三极 管的线性化处理模型。 1. 微变等效电路
从三极管的输入特性上可知，在静态工作点Q附近，发射结电压的变化与基极电流的变化 近似是线性的。交流电流ib与发射结上的交流小信号ube成比例，那么按照欧姆定律基极与 发射极之间可以等效为一个电阻rbe； 在静态工作点Q附近，集电极电流变化可以看成是由基极电流变化控制的，于是，集电极 电流变化可以看成基极电流变化量的受控源。
I EQ I BQ ICQ I BQ I BQ (1 )I BQ
根据射极静态电流计算rbe
rbe
rbb
(1
) 26mV I EQ
2）画交流通路和微变等效电路
交流通路和微变等效电路 均采用了相量。
3）进行相关参数计算
① 求电压大倍数 Au
Ui Ibrbe
Ic Ib
Uo Ic ( Rc // RL ) Ib ( Rc // RL )
U&t I&1
ro
U&t I&1 I&2
I&3
1 1
1
Re
/
/
rbe
Rb / 1
/
Rs
rbe Rb / / Rs Re
共集电极放大器的输出电阻较小，带 负载载的能力强
例2-3 共集电极放大电路如图2-20所示，已知Ucc=12V，Re=2kΩ，Rb=100kΩ，信号源 内阻Rs=10kΩ，RL=2kΩ，三极管的β=50。
iE IS ( e uT 1) IS e uT
uBE uT
diE duBE
IS uT
uBE
e uT
1 uT
IS
uBE
e uT
iE uT
rbe
duBE diE
uT I EQ
26mV I EQ
ube
i rb bb
ierbe
ibrbb
(1
)ib
26mV I
EQ
ib ( rbb
(1
③ 求输出电阻
理想电压源内阻Rs=0
ro
U&t I&1 I&2
I&3
I&1
U&t I&1
I&3
(1
U&t )I&1
I&3
rbe
U&t I&1
Re
U&t I&3
ro
(1
1
)
I&1 U&t
I&3 U&t
(1
1 )1 rbe
1 Re
Re
/பைடு நூலகம்
/ rbe 1
信号源的内阻不为零时
rbe
Rs
//Rb
) 26mV I EQ
) ibrbe
基极到发射极的总的等效电阻rbe
rbe
rbb
(1
)rbe
rbb
(1
26mV )
I EQ
rbe是三极管在动态时的交流等效参数，它的大小与三极管的静态工作点有关，但是rbe 只能用于放大电路的动态分析，不能用于任何的静态分析。
2.4.2 共射极放大电路微变等效电路分析
+12V，三极管的放大倍数100
，请A计u 算 、 ri、ro 及源电压A&us增益
解：首先，根据直流通路可知
I BQ
U CC
U BEQ Rb
12 0.7 200103
0.0565mA 56.5A
IEQ (1 )IBQ (1100 )56.5 A 5706.5 A 5.71mA
rbe
源电压放大倍数是指输出信号与信号源开路输出电压之比
Aus
Uo Uis
Uo Ui
Ui Uis
Au
rbe Rs rbe
65.8 760 18.1 2 103 760
共集电极放大电路：从三极管的基极注入输入信号，从发射极取出输出信号，把集电极作为交流输入输 出信号的公共参考地。 共基极放大电路：从三极管的发射极注入信号，从集电极取出输出信号，把基极作为输入输出的公共参 考地。
1. 微变等效电路分析步骤
微变等效电路分析方法通常遵从以下基本步骤进行：
1）进行静态分析，根据静态参数估算rbe。 2）画交流通路和微变等效电路。
3）根据微变等效电路进行相关参数计算。
2. 共射极放大器微变等效电路分析
1）进行静态分析，根据静态参数估算rbe
IBQ
UCC
UBEQ Rb
射极静态电流
I CQ I BQ
Au
Uo Ui
Ib( Rc // Ib rbe
RL
)
(
Rc
// rbe
RL
)
RL rbe
② 求输入电阻
ri
Ui Ii
Rb
//
rbe
③ 求输出电阻
ro Rc
RL RC // R L
例2-2 如图2-19（a）所示为某共射极放大电路，Rs=2kΩ，Rb=200kΩ，Rc=1kΩ，RL=1kΩ电源电压为
U&o (1 )I&b ( Re / / RL ) I&b(1 )( Re / / RL )
Au
Uo Ui
Ib (1 )( Re // Ib [ rbe (1 )( Re
RL ) // RL
)]
(1 )( Re // RL ) rbe (1 )( Re // RL )
共集电极放大电路的电压放大倍数不会超过1，且相位相同，因此共集电极放 大电路也称射极跟随器。
射极跟随器虽然没有放大电压信号，但是却放大了电流信号，射极输出到Re 和RL上的电流为基极输入电流的1+β倍。
② 求输入电阻
ri Rb // ri
ri rbe (1 )( Re // RL ) ri Rb //[ rbe (1 )( Re // RL )]
共集电极放大器输入电阻值远高于共 射极放大电路，输入信号源在信号源 内阻上的损耗小，使得信号源电压尽 可能多的加载到放大器的输入端。