晶体管的微变等效电路
电工电子技术：10 微变等效电路法
输入端等效
iB B
+ uBE E-
= = rbe
iC
ΔUBE ΔIB
C
UCE
iB
+
uCE △iB IB
-E 0
ube ib
rb e
UCE
200 (1
)
2（6 mV）
I E（Q m A）
Q
UBE
△uBE
uBE
B ib rbe 电阻
E
微变等效电路法
晶体管微变等效电路：在交流小信号作用下, 晶体管的输入输出特性曲
rb e
200
UT ICQ
1.37k
放大电路的动态分析
已知VCC=12V，Rb=510k，Rc=3k，晶体管的=80，RL=3k 。
•
求：电路的 A u 、 R i 、 R o 。
+VCC 分析步骤 (1)画出直流通路，估算Q点。
RB RC
C2
C1
C
B
RL uo
ui
E
(2)画出微变等效电路。
•
+ r •
U be be
-
•
Ib
+
•
U
ce
RC
RL
•
Uo
-
E
rO
小结
◆ 晶体管微变等效电路：在交流小信号作用下, 晶体管的输入输出特
性曲线在工作点附近近似为线性，所以可以用线性元件来表示输入
输出电压与电流的相互关系，得到晶体管的线性等效模型。
◆ 放大电路的动态分析步骤：直流通路求解静态工作点，微变等效
微变等效电路法：在静态工作点确定后，分析信号的传输情况， 只考虑电流和电压的交流分量。
共发射极放大电路的微变等效电路
共发射极放大电路的微变等效电路一、概述1.1 研究背景共发射极放大电路是一种常见的电子放大电路，通过控制输入信号的变化来实现电压放大的功能。
而对于共发射极放大电路的微变等效电路的研究，则是为了更好地理解和应用这一电路，提高其性能和稳定性。
1.2 研究意义研究共发射极放大电路的微变等效电路，有助于深入了解其内部工作原理，便于电路设计和优化，提高电路的性能和稳定性，同时也有利于电子工程师的理论学习和实际工程应用。
二、共发射极放大电路的基本原理2.1 共发射极放大电路的结构共发射极放大电路由晶体管、电阻、电容等元件组成，其输入信号通过电容耦合到晶体管的基极，控制晶体管的导通和截止，从而实现对输入信号的放大。
2.2 共发射极放大电路的工作特性共发射极放大电路在放大电压的也具有一定的电流放大功能，其工作特性受到外部电路参数的影响，如负载电阻、电容等。
三、共发射极放大电路的微变等效电路模型3.1 微变等效电路的概念微变等效电路是指在电路分析和设计中，将原始电路按照一定规则抽象成简化的等效电路模型，用于分析电路的小信号响应和频率特性。
3.2 共发射极放大电路的微变等效电路模型对于共发射极放大电路，可以将其抽象成微变等效电路模型，包括输入等效电阻、输出等效电阻、电压增益等参数，便于分析和设计。
四、共发射极放大电路的微变等效电路分析4.1 输入等效电阻共发射极放大电路的输入等效电阻是指在电路的输入端等效看到的电阻，它受到晶体管的导通和截止状态的影响，可以通过微变等效电路模型进行分析和计算。
4.2 输出等效电阻共发射极放大电路的输出等效电阻是指在电路的输出端等效看到的电阻，它受到负载电阻的影响，同样可以通过微变等效电路模型进行分析和计算。
4.3 电压增益电压增益是指共发射极放大电路输出电压与输入电压之间的增益关系，也可以通过微变等效电路模型进行分析和计算。
五、共发射极放大电路的微变等效电路应用5.1 电路设计优化通过微变等效电路模型的分析，可以对共发射极放大电路进行设计优化，使其在特定的工作条件下达到最佳的性能指标。
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
09第九讲 晶体三极管的等效电路
Uoo为负载RL开路时放大器输出电压
4. 非线性失真系数D
U U D 100 % U1
2 2 2 3
不同用途的放大器，对非线性失真系数的要求不同， 例如普通话音放大器，只要求D<10%，而高保真度的音频 放大器，则要求D<1‰。
5. 通频带fbw
| Au (f) | | Au m| | Au m| 2 0 fl
内部噪声决定于器件的噪声，为此，通常定义晶体管噪声系
数为
Ps P N F N i Ps P N o
用分贝(dB)表示的噪声系数为
( Ps / PN )i N F (dB) 10lg ( Ps / PN )o
hie 称 为 输 出 短 路 时 的 共 射 输 入 电 阻 ， 这 是 因 为 uCE=UCE ， duCE=0，即输出端电压恒定，对交流而言，相当于短路之故； hre称为输入开路时(因为iB=IB, ib=0)的电压反馈系数; hfe称为输出短路时的共射电流放大系数； hoe称为输入开路时的共射输出电导。
iC iB B ＋ u BE － E (a) u CE u BE C ＋ b ＋ iB iC c ＋ rb e b ＋ Ib Ic c ＋ rb e
u CE iB e (b) － －
ub e
Ib
e (c)
u ce
－
－
－
(a) 晶体管双端口表示； (b) 增量等效电路； (c) 交流等效电路
1. 电压放大倍数Au
通常定义输出电压Uo与输入电压Ui之比为放大器的电压 放大倍数， 记作Au
而Uo 与信号源开路电压Us 之比称考虑信号源内阻时的电 压放大倍数，记作Aus，即
晶体管放大电路的三种组态
2.6 三极管放大电路的三种组态
第2章 三极管及其放大电路
(4) 晶体管共基截止频率fα远大于共射截止频率fβ，
因而共基放大电路的频带宽，常用于无线电通讯和
宽频带放大电路。 (5) 当输入恒定时，uce变化引起的ic变化很小， 即共基电路是很好的恒流源电路。
基于这些优点，功率放大和高频放大常采用共
(3) 求解输出电阻 将信号源 U s 短路，保留其内阻Rs ，负载RL开路，输出端 信号源 U 与流入电流 I 之比即为输出电阻。如图2—34 (b)
o
o
所示。
I ( U R R ) o br be s // b r I ( 1 ) I e b
' o
r R // R be s b r R // R R // 3 7 Ω o e e ( 1 )
(1)电压放大倍数
列出输入和输出回路电压方程，即
I r U i b be
' U RL o Au rb e Ui
' U I ( R // R ) I R o c c L b L
其中：
rb e rhb'
26 IE Q
(2)输入电阻
因为
U r I r ' i be b be r i ( 1 I 1 ) I e b
(1)求解电压放大倍数： 列输入回路和输出回路方程
' U I r I ( R // R ) I r ( 1 ) I R i b be ee L b be b L
' U I ( R // R ) ( 1 ) I R o e e L b L
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
高职晶体管基本放大电路的微变等效电路分析法解析
２ 晶体 管基本 放 大 电路 的微变 等效 电路 图
三种放大电路的 区分方 法是看输入 回路 和输 出 回路共 用 了三极管 的哪个级来确定是 哪种放大 电路 的。以共射放 大电路 为例 ， 从ｕ 的参考方 向正极 出发 ， 经过三极管 Ｂ极到 三极管 Ｅ极 回到 ｕ ｉ 的负极形成输 入回路 ， 从 Ｕ 。 的参考方 向
ｑｕ ｉ ｖ ｌｅ ａ ｎｔ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕｉ ｔ ； ｄ ｙ ｎａ ｍｉ ｃ ｐａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ
图 １基 本 共 射 放 大
高职 电子技术基 础课程 中，晶体 管基本放大 电路是 模 拟 电子 部分 比较重要和基础 的内容 ，包括基本共射 放大 电 路、 共集放大 电路 、 共基放大 电路 。分析和计算各种 基本放
ｔ ｅ ｘ ｔ ｂ ｏ ｏ ｋ ｓ ｈ ａ ｖ ｅ ｂ ｒ ｉ ｅ ｆ ｅ ｘ ｐ ｌ ａ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｒ ｔ ． ｍａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｉ ｔ ｄ ｉ ｍ—
ｃ ｕ ｌ ｔ ｆ ｏ ｒ ｒ ｅ ａ ｄ ｅ ｒ ｓ ｔ ｏ ｋｎ ｏ ｗ ｉ ｔ ｓ ｃ ｏ ｎｔ ｅ ｎ ｔ ａ ｎｄ ｉ ｔ ｓ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎｓ ，Ｓ Ｏ ｈｅ ｔ ｄｅ ｄ ｕｃ —
法 。 由 于 电子 技 术 基 础 教 材 上 都 已经 明确 地 画 出放 大 电路
本 放 大 电路 的微 变 等 效 电路 分 析 法进 行 说 明。 由于 大部 分
高 职教材在 本部 分讲解简略 ， 读 者难知其 然又 知其所 以然 ， 因而， 特将 动 态 参 数 的推 导过 程 进 行 补 充 说 明。 关键词
总第 ３ １ ５期 ２ ０ １ ５ 年５ 月（ 下）
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一、引言放大电路是电子工程中最基本的电路之一，其作用是将输入信号放大到一定程度后输出。
在实际应用中，我们常常需要对不同类型的信号进行放大，因此需要设计不同类型的放大电路。
本文主要介绍三种常见的放大电路：共射极放大电路、共基极放大电路和共集极放大电路，并对它们进行微变等效电路的分析。
二、共射极放大电路1. 基本原理共射极放大电路（Common Emitter Amplifier）是最常见的一种放大电路，其基本原理如下图所示：其中，Vcc为直流供电电压，Rb为输入信号源阻抗，Rc为负载阻抗，Re为发射极稳压器阻抗。
2. 微变等效电路在微变等效电路中，我们将所有直流元件短接或开路，并用小信号模型替换晶体管。
如下图所示：其中，rπ为输入阻抗，gm为转移导纳（即传输系数），r0为输出阻抗。
3. 放大倍数计算根据微变等效电路可得到放大倍数的计算公式：Av = -gm(Rc||RL)其中，Rc为晶体管的负载电阻，RL为输出电路的负载电阻。
4. 特点和应用共射极放大电路具有以下特点：（1）输入阻抗较高，输出阻抗较低；（2）放大倍数较大，一般可达几十至上百倍；（3）适用于中频和高频信号放大。
三、共基极放大电路1. 基本原理共基极放大电路（Common Base Amplifier）是一种常见的低噪声、高频率的放大电路。
其基本原理如下图所示：其中，Vcc为直流供电电压，Rb为输入信号源阻抗，Rc为负载阻抗。
2. 微变等效电路在微变等效电路中，我们将所有直流元件短接或开路，并用小信号模型替换晶体管。
如下图所示：其中，rπ为输入阻抗，gm为转移导纳（即传输系数），r0为输出阻抗。
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ic hfeib hoeuce
hre与hoe一般比较小，可忽略不计
b ib
+
ube
rbe
+
_ hreu_ce
ic c
ib
+
1/hoe uce
e
_
晶体管微变等效简化电路
b ib
+
ube rbe
_
e
ic c
+
β ib
uce
_
模拟电子技术
2. 晶体管及放大电路基础
图中
rbe
hie
rbb'
(1
)
2. 晶体管及放大电路基础
2.4 放大电路的动态分析 2.4.1 图解法 2.4.2 微变等效电路法 2.4.2.1 晶体管的微变等效电路
模拟电子技术
2. 晶体管及放大电路基础
2.4.2.1 晶体管的微变等效电路 ib NPN 型 或 PNP型 ic
1．晶体管的H参数微变等效电路 +
c+
（1） 晶体管线性化的条件： 电路工作在小信号状态。
IEQ (mA)
uBE uBE rbe的量级从几百欧到 2~4 kΩ。
模拟电子技术
2. 晶体管及放大电路基础
VCC
ui
RB
C1
RC
C2
T
RL
uo
ui
放大电路的微变等效电路
ib
T
bc
ic
RB rbe
ib
RC
RL uo
T
e
ui RB
u RC RL o
•
交流通路
模拟电子技术
谢 谢！
模拟电子技术
rbe
ube ib
rbb' (1 )rb'e
Je
rD
UT ID
Jc
rb'e
UT I EQ
模拟电子技术
2. 晶体管及放大电路基础
当信号很小时，将输入特性在小范围内近
似线性。
rbe
ube ib
对输入的小交流信号而言，
iB iB
三极管相当于电阻rbe。
rbe
rbb'
(1
)
UT I EQ
300 (1 ) 26(mV)
iB 0
iB IBQ
ΔuCE ΔuBE uBE
模拟电子技术
2. 晶体管及放大电路基础
ib
ic
+ 线性 +
ube
uce
– 网络 –
ic ΔiC
ube hieib hreuce
ic hfeib hoeuce 式中
hf e
iC iB
Uce 0
iC iB
uCE 0
ib2
ΔiB ib1
uCE
uce
模拟电子技术
ube
晶体管
b
uce
–
e
–
（2）晶体管可线性化的主要依据：
a. ΔiB与 Δ uBE 之间具有线性关系
b. β 值恒定
等效图
ib
ic
+ 线性 +
ube
uce
– 网络 –
模拟电子技术
2. 晶体管及放大电路基础
晶体管线性等效电路的H参数描述
ib
ic
+ 线性 +
ube
uce
– 网络 –
iB iB
ube hieib hreuce
ic hfeib hoeuce
式中
hie
uB E iB
Uce 0
uB E iB
UCE 0
uBE uBE
模拟电子技术
2. 晶体管及放大电路基础
ib
ic
+ 线性 +
ube
uce
– 网络 –
ube hieib hreuce
ic hfeib hoeuce
式中
hre
uB E uCE
Ib
0
uB E uCE
2. 晶体管及放大电路基础
ib
ic
+ 线性 +
ube
uce
– 网络 –
ic Δic
ube hieib hreuce
ic hfeib hoeuce
式中 hoe
iC uCE
Ib
0
iC uCE
iB 0
ΔuCE
uce
模拟电子技术
2. 晶体管及放大电路基础
ube hieib hreuce
由
可画出等效电路
UT I EQ
称为晶体管的交流输入电阻
式中
称为晶体管的基区体电阻
， UT —热电压 在室温（T=300K)时
ib NPN 型 或 PNP型 ic
b ib
ic c
+
c
ube
晶体管
b
–
e
++ uce uberbe
–
_
e
+β ib来自uce_模拟电子技术
2. 晶体管及放大电路基础
交流输入电阻的计算：
ube ibrbb' (1 )ibrb'e