微变等效电路
npn型三极管的微变等效电路
npn型三极管的微变等效电路摘要：1.NPN 型三极管的基本结构2.微变等效电路的概念3.NPN 型三极管的微变等效电路分析4.微变等效电路的应用正文：1.NPN 型三极管的基本结构PN 型三极管是一种双极型晶体管，由两个n 型半导体（发射极和集电极）和一个p 型半导体（基极）组成。
发射极和集电极之间的电流放大主要依赖于基极电流的控制。
在实际应用中，三极管被广泛用于信号放大、开关控制等电路。
2.微变等效电路的概念微变等效电路是一种将复杂电路简化为等效电路的方法，主要用于研究电路的稳定性、动态响应等性能。
通过将原电路中的元器件替换为等效电路，可以大大简化问题，便于分析和计算。
3.NPN 型三极管的微变等效电路分析对于NPN 型三极管，其微变等效电路主要包括两个部分：发射极电阻Re 和集电极电阻Rc。
这两个电阻分别模拟了三极管的发射极和集电极的特性。
通过这两个电阻和基极电流Ib，可以构建一个等效电路，用于描述三极管的电流放大特性。
具体来说，发射极电阻Re 的作用是限制基极电流Ib 的大小，防止过大的基极电流导致三极管工作在非线性区。
集电极电阻Rc 的作用是限制集电极电流Ic 的大小，防止过大的集电极电流导致三极管损坏。
4.微变等效电路的应用PN 型三极管的微变等效电路在实际应用中有广泛的应用，例如在信号放大电路、振荡电路、脉冲发生电路等。
通过使用微变等效电路，可以简化电路分析过程，提高计算效率，同时也有助于理解三极管的工作原理和性能特点。
总之，NPN 型三极管的微变等效电路是一种重要的电路分析方法，对于理解三极管的工作原理和性能特点具有重要意义。
微变等效电路
微变等效电路
概要
微变等效电路是通过扩展现有电路实现参数改变（可编程）和控制功能，从而实现灵
活的电路设计。
它被广泛用于电路设计，特别是用于固定电路模块的设计，如滤波器，增
益器，校准器和稳压器等模块。
微变等效电路可以简化复杂的设计，从而提高电路的可靠
性和灵活性，并缩短了设计周期。
综述
微变等效电路技术作为一种模拟集成电路技术，可以在各种电路中实现改变参数（可
编程）和控制功能，从而可以在设计过程中获得更多的控制权。
它的工作原理是利用可编
程的环形磁芯来实现复用，这样可以简化复杂的电路设计。
该技术通过改变参数（可编程）的方式可以实现多种电路变形，以实现更加灵活的模块功能。
微变等效电路可以广泛应用于线性电路，例如滤波器，增益器，校准器和稳压器。
除
此之外，微变等效电路还可以应用于数字电路，如PID（比例积分微分）控制器，数据调
制器，多谐振荡器，数字量输出器等。
所使用的微变等效电路具有可编程，抗干扰，抗腐
蚀等优点，可以纠正由于不同的工艺或环境的影响而引起的电路参数偏差。
此外，微变等效电路还具有空间和时间上的优势，可以减少PCB板尺寸和实现快速的
参数调节，从而简化设计过程，降低设计复杂性，提高了产品的可靠性和灵活性，以及缩
短了设计周期。
总结。
小信号等效电路和微变等效电路
小信号等效电路和微变等效电路
小信号等效电路和微变等效电路都是电路设计中常用的方法。
它们可
以将复杂的电路简化为一个等效电路，从而方便计算和分析电路的性能。
下面将分别介绍小信号等效电路和微变等效电路的概念、应用及
优缺点。
小信号等效电路是一种将非线性电路简化为线性电路的方法。
它的基
本思想是将电路运行点附近的非线性元件看作线性元件，并在此基础
上建立等效电路。
具体地说，将电路中所有非线性元件改为其小信号
等效元件，即在电路运行点处的导数值，这种方法适用于电路中只有
少量的非线性元件，且它们的变化幅度很小，不影响电路的正常工作。
微变等效电路则是一种将电路简化为等效电路的方法。
它的基本思想
是将电路中的各种分量分别看作是地面、纯电容和纯电感等可简化的
分量，从而将复杂的电路简化为一个简单的等效电路。
微变等效电路
适用于电路中的分量变化幅度较大，且电路结构比较复杂的情况。
同时，这种方法也可以应用于脉冲电流及高速数字信号的处理中。
虽然小信号等效电路和微变等效电路都有其应用的范围，但它们也存
在一些缺点。
对于小信号等效电路，其要求非线性元件的变化幅度很小，从而限制了其应用范围。
而微变等效电路则需要事先知道电路的
各种参数，并且需要大量计算才能确定最终的等效电路。
总的来说，小信号等效电路和微变等效电路都是电路设计中常用的方法，但在具体的应用中需要根据电路结构和性能特点来选择使用哪种方法。
在实际的电路设计中，需要进行精心的计算和分析，才能保证电路的稳定性和性能表现。
npn型三极管的微变等效电路
npn型三极管的微变等效电路
pn型三极管是一种常见的双极型晶体管，由n型半导体（发射极）、p型半导体（基极）和n型半导体（集电极）组成。
它在电子电路中有着广泛的应用，如放大、开关、振荡等。
pn型三极管的工作原理如下：当基极电流（IB）流过时，发射极与基极之间的pn结呈现正向偏置，发射电子进入基极，再经过基极进入集电极。
这样，集电极的电流（IC）就与基极电流成正比，实现了信号的放大。
pn型三极管的微变等效电路是为了简化电路分析而提出的。
它将三极管的电流关系用一个等效的电流源表示，这个电流源的电流与实际三极管的电流关系相同。
微变等效电路包括三个部分：基极电流源（IB）、发射极电流源（IE）和集电极电流源（IC）。
基极电流源（IB）是一个恒流源，其电流大小与发射极-基极电压（VBE）有关。
发射极电流源（IE）是一个恒流源，其电流大小与集电极-发射极电压（VCE）有关。
集电极电流源（IC）是一个电压源，其输出电压等于集电极-基极电压（VCB）。
微变等效电路的应用主要包括以下几个方面：
1.电路分析：在进行电路分析时，将实际的三极管电路替换为微变等效电路，可以简化计算过程，更容易分析电路的性能。
2.电路设计：在设计电子电路时，利用微变等效电路可以更方便地确定元器件的参数，提高电路的工作效率。
3.电路仿真：通过将实际电路转换为微变等效电路，可以方便地进行电路
仿真，预测电路的性能。
总之，npn型三极管的微变等效电路在电子电路设计和分析中具有重要的应用价值。
晶体管的微变等效电路
IC/mA
IC
Q IB
输出特性在线性工作区是一组近似等距的
平行直线。
晶体管的电流放大系数 β IC ic
I i B UCE
b UCE
晶体管的输出回路(C、E 之间)可用一受
控电流源 ic = ib等效代替，即由 来确定
UCE 输出特性
UCE/V ic 和ib 之间的关系。
一般在20～200之间，在手册中常用 hfe 表示。
晶体管的 输入电阻
U BE IB
U CE
ube ib
UCE
晶体管的输入回路 ( B、E 之间 )可用 rbe 等
效代替， 即由 rbe 来确定ube和 ib 之间的关系。
对于小功率晶体管：
rbe
200()
(1
β)
26(mV IE (mA
) )
rbe一般为几百欧到几千欧。
(2) 输出回路
微变等效电路法： 利用放大电路的微变等效电路分析计算放大电路电压放大倍数 Au、
输入电阻 ri、输出电阻 ro等。
1. 晶体管的微变等效电路 晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。
(1) 输入回路
IB
当信号很小时，在静态工作点附近的 输入特性在小范围内可近似线性化。
Q IB
UBE
O
UBE
输入特性
晶体管的 输出电阻
rce
U CE IC
IB
uce ic
IB
rce愈大，恒流特性愈好 因rce阻值很高，一般忽略不计。
晶体管
ic
C
+
ib
B
+
uce
ube
-
-
E
场效应管的微变等效电路
场效应管的微变等效电路场效应管（Field Effect Transistor，简称FET）是一种三端器件，由于其具有高输入电阻、低输出电阻、功率放大和开关功能，被广泛应用于各种电子设备中。
场效应管的微变等效电路是对场效应管进行简化和抽象得到的电路模型，用于分析和设计电路。
在场效应管的微变等效电路中，通常将场效应管看作一个电压控制的电流源，其输入端为栅极，输出端为漏极。
微变等效电路主要由栅极电容、漏极电阻和源极电阻组成。
栅极电容是场效应管的重要参数，它决定了场效应管的输入阻抗和输入信号的频率响应。
栅极电容的作用是存储输入信号的能量，当输入信号的频率发生变化时，栅极电容的充放电过程将导致输入阻抗的变化。
当频率较高时，栅极电容的充放电时间较短，导致输入阻抗较低；而当频率较低时，栅极电容的充放电时间较长，导致输入阻抗较高。
因此，在高频应用中，需要考虑栅极电容对电路性能的影响。
漏极电阻是场效应管的另一个重要参数，它决定了场效应管的输出阻抗和输出信号的幅度。
漏极电阻的作用是限制漏极电流的流动，当输出信号的幅度较大时，漏极电阻将产生较大的电压降，从而限制了输出信号的幅度。
因此，在设计放大电路时，需要选择适当的漏极电阻来保证输出信号的幅度满足要求。
源极电阻是场效应管微变等效电路中的一个近似模型，它主要用于分析场效应管的直流工作点和偏置电压。
源极电阻是场效应管源极电流与源极电压之比，它决定了场效应管的直流放大倍数和直流工作点的稳定性。
通过调整源极电阻的大小，可以改变场效应管的直流工作点，从而实现对输出信号的控制。
场效应管的微变等效电路是对场效应管进行简化和抽象得到的电路模型，用于分析和设计电路。
微变等效电路主要由栅极电容、漏极电阻和源极电阻组成，它们分别决定了场效应管的输入阻抗、输出阻抗和直流工作点。
通过合理选择和设计微变等效电路的参数，可以实现对场效应管的控制和优化，从而提高电路的性能和稳定性。
场效应管的微变等效电路在各种电子设备中有着广泛的应用，例如放大电路、开关电路、滤波电路等。
三种放大电路的微变等效电路
三种放大电路的微变等效电路1. 基本概念在电子学中，放大电路是一种将输入信号增加到更大幅度的电路。
放大电路广泛应用于各种电子设备中，如音频放大器、射频放大器、功率放大器等。
放大电路可以分为多种类型，其中最常见的三种类型是共射放大电路、共集放大电路和共基放大电路。
放大电路的微变等效电路是为了更好地理解和分析放大电路的动态特性，从而更好地设计和优化电路。
2. 共射放大电路的微变等效电路共射放大电路是一种常用的单极性晶体管放大电路，它使用一个NPN型晶体管来放大输入信号。
下图展示了共射放大电路的基本电路图。
为了进行微变等效电路的分析，我们可以将晶体管替换为其微变等效电路。
共射放大电路的微变等效电路包括输入等效电阻、输出等效电阻以及电压放大系数。
输入等效电阻表示信号源与基极之间的等效电阻。
输出等效电阻是指负载电阻与输出端之间的等效电阻。
电压放大系数表示输出电压与输入电压之间的增益。
3. 共集放大电路的微变等效电路共集放大电路是另一种常见的单极性晶体管放大电路，它使用一个PNP型晶体管来放大输入信号。
下图展示了共集放大电路的基本电路图。
与共射放大电路类似，我们也可以将晶体管替换为其微变等效电路以进行分析。
共集放大电路的微变等效电路同样包括输入等效电阻、输出等效电阻以及电压放大系数。
输入等效电阻表示信号源与基极之间的等效电阻。
输出等效电阻是指负载电阻与输出端之间的等效电阻。
电压放大系数表示输出电压与输入电压之间的增益。
4. 共基放大电路的微变等效电路共基放大电路是第三种常见的单极性晶体管放大电路，它使用一个NPN型晶体管来放大输入信号。
下图展示了共基放大电路的基本电路图。
同样地，我们可以将晶体管替换为其微变等效电路以进行分析。
共基放大电路的微变等效电路也包括输入等效电阻、输出等效电阻以及电压放大系数。
输入等效电阻表示信号源与基极之间的等效电阻。
输出等效电阻是指负载电阻与输出端之间的等效电阻。
电压放大系数表示输出电压与输入电压之间的增益。
第7讲 微变等效电路法 - 副本
一、电路组成
+VCC
——分压式偏置电路
Rb2 iR C1+ iB
Rc+ C2 iC
+
+ ui
uB
Rb1
iE
uE +
Re
RL Ce
uo
由于
UBQ
不随温度变化，
图
2.5.2
分压式工作点稳定电路
T ICQ IEQ UEQ UBEQ (= UBQ – UEQ)
IBQ ICQ
——电流负反馈式工作点稳定电路
2.5 工作点的稳定问题
2.5.1 温度对静态工作点的影响
三极管是一种对温度十分敏感的元件。温度变化对管 子参数的影响主要表现有：
1. UBE 改变。UBE 的温度系数约为 –2 mV/C，即温度 每升高 1C，UBE 约下降 2 mV 。
2. 改变。温度每升高 1C， 值约增加 0.5% ~ 1 %， 温度系数分散性较大。
其中 Ie (1 )Ib
引入发射极电阻
后， Au 降低了。
若满足(1 + ) Re >> rbe
Au
RL Re
Au 与 三 极 管 的 参 数 、rbe 无关。
b +
Ui Rb
Ib
Ic c
rbe e
Ib Rc
Ie Re
+
RLUo
2. 放大电路的输入电阻
Ri
Ui Ii
rbe (1 )Re
+
uBE
iC c
+
uCE
iB b
+
uBE rbe
iC c
+
iB uCE
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Vi
Vo
Ii
Vi Rb
Vi rbe
Ri
Vi Ii
Rb // rbe
3、计算放大电路的输出电阻
V
R o
Vs 0
I RL
Ro
V I
Rc
ii
0
ib
放大电路 I
Ro V
Vo
RL
ic
io
Ro
+
Rb
r be
β ib Rc RL vo
-
Ro
4、计算放大电路的源电压放大倍数
AvS
Vo Vs
AvS
Vo Vs
Vo Vi
建立小信号模型的思路
当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三 极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而 可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性 电路来处理。
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
几何意义：
iC
vCE
vCE
(2) h参数小信号模型
根据
vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce
可得小信号模型
iB b
vBE e
c iC vCE
BJT双口网络
ib hie vbe hrevce
ic hfeib hoe vce
(3) 模型的简化
记 rbe= hie
T = hre
例题1：试用微变等效电路法计算图示电路的电压增
益、输入电阻及输出电阻。
RC RB
+VCC
RE1
vo
RL
vi
RE2
CE1
解：
RB
IB RC
+VCC IC
VBE RE1 RE2
VCE IE
+VCC
RB
RC
VCC IBRB VBE IE (RE1 RE2)
IE 1
RB
VBE
IE
(RE1
RE 2 )
Vi Vs
Av
Vi Vs
Vi
Ri Rs Ri
Vs
AvS
Av
Ri Rs
Ri
Vi Vs
Ri
Ri Ro Vo Vo
Ro
用微变等效电路法分析放大电路的步骤：
1、计算三极管简化h参数小信号模型中的微变参数rbe
2、画放大电路的微变等效电路 3、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 Av ，Ri 和Ro
-
RE 1
-
Ro
V I
RC 2K
Ib
bc
Ic
+
rbe
Ib
+
Vi
RB
e
RC
RL
Vo
-
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
vo vs vi
解：（1）
ICQ IBQ ( 1)IBQ
RC R1 R2
IBQ
( 1)IBQ RC IBQ (R1 R2 ) VBE VCC
优点 简 捷
直观、形象，
适用于各种电路，
便于大信号时的分析 过程简单明了
局限 不很准确 需使用特性曲线 作图麻烦，误差较大 适用于简单电路分析
不适用于静态分析 和大信号
-VCC -12V
vi
vo
解：（1）
23A IBQ
VCC VBE RB
12 0.3 510
ICQ I BQ 50 (23A) 1.15mA
UCEQ VCC ICQ(RC RC ) 7.4V
rbe
300
(1
)
26 IE
1.45K
+
vi RB
-
ib b c ic
rbe
ib
e
IE
VCC VBE
RB 1
RE1
RE 2
12 0.7 2.04mA
200 150
0.5
1.1
vi
RE1 vo
RL
RE2
C1
rbe
200
(1
)
26 IE
850
Ib
bc
Ic
+
rbe
Ib
+
Vi RB
e
RC
RL
Vo
-
RE 1
-
+VCC
RB
RC
vi
RE1 vo
RL
RE2
C1
Vo Ic (RC // RL )
VCC
ICQ
I BQ
(
VCC VBE 1)RC R1
R2
T
ICQ IBQ
VCC
VCEQ VCC ( 1)IBQ RC
（2）
RS
+ vs
-
ib b c ic
+
+
r vi R1
be
ib R2
RC
RL vo
-
e
-
VCC
ib b c ic
+
RS
+
vi R1 rbe
+
ib R2
RC
RL vo
vs
-
Vi Ibrbe IeRE1 Ibrbe (1 )Ib RE1
Av
Vo Vi
Ib (RC // RL ) Ibrbe (1 )Ib RE1
Ib
bc
(RC // RL ) Ic rbe (1 )RE1
50(2 // 2) 0.85 (1 50) 0.5
+
UVii
rbe
3.3.5 放大电路的动态分析——小信号模型法 晶体三极管的小信号模型
晶体三极管的小信号模型
晶体管共射h参数等效模型
晶体管的混合模型
晶体管共射h参数等效模型
建立小信号模型的意义
由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的 分析非常困难。建立小信号模型，就是将非线性器件做 线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。
画交流通路 将三极管用简化的h参数小信号模型代替 完成电路，并标出电压、电流量
vo vi
vo vi
vo vi
vo vi
例1：
Vcc
c b
vievo源自+viRb2
-
+ Rb1 Rc vo
-
c1
++
vi _
例2：
vi Rb2
Rb1 b Rb2
Rc c2
c+ T e RL
Re
-VCC + vo _
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；
模型中受控电流的方向不能随意假定，必须由ib的 流向确定，当ib流向基极时，受控电流从集电极流 向发射极；
NPN管和PNP管的模型相同，而且受控电流方向 和ib流向有相同的关系。
（4）h参数的确定
iB vCE
定义：IB恒定(IB= IBQ：输入端交流开路)时
的反向电压传输比
单位：无量纲
惯用符号：T
几何意义：
vBE vBE
各h参数的物理意义
h
＝iC fe iB
VCE
vbe＝hieib hrevce ic＝hfeib hoevce
定义：VCE恒定(VCE= VCEQ：输出端交流短路)时的三极管
的正向电流传输比或电流放大系数
单位：无量纲
iC
惯用符号：
几何意义：
iC
iB
vCE
各h参数的物理意义
hoe＝viCCE IB
vbe＝hieib hrevce ic＝hfeib hoevce
定义：IB恒定(IB= IBQ：输入端交流开路)时三极管的输出电导
单位：西门子(S)
惯用符号：1/rce
iC
RB
e
Ib
RC
RL
+
VUoo
1.898
-
RE 1
-
Ib
rbe
Vi (1
)RE1
Ri
Vi Ii
Vi IRB
Ib
IRB
Vi RB
RB //[rbe (1 )RE1]
200 //[0.85 (1 50)0.5]
23.3K
Ii
Ib
bc
Ic
+
VUii
IRB
RB
rbe
e
Ib
RC
RL
+
VUoo
在小信号情况下，对上两式取全微分得
dvBE
vBE iB
VCE
diB
vBE vCE
IB dvCE
diC
iC iB
VCE
diB
iC vCE
IB dvCE
用小信号交流分量表示: （注意字母大小写以示区别）
vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce
各h参数的物理意义：
由PN结的电流公式：
iE
I (evBE /VT S
1)
1 diE rbe dvBE
IS (evBE /VT ) IE
VT
VT
rbe
VT IE
26mV IE
（常温下）
rbe＝ vbe ib
ib
r
bb
(1