放大电路的微变等效电路分析法
微变等效电路法分析放大电路
微变等效电路法分析放⼤电路微变等效电路法分析放⼤电路本⽂介绍的定义⼀、简化的h参数微变等效电路⼆、微变等效电路法应⽤本⽂介绍的定义微变等效电路法、h参数微变等效电路、单管共射放⼤电路的微变等效电路、Rbe近似估算、微变等效电路法应⽤。
⼀、简化的h参数微变等效电路微变等效电路法：在信号变化范围很⼩的情况下，三极管电压、电流之间的关系基本是线性的。
此时，可以将⼆极管的输⼊、输出特性曲线近似地视为直线。
⽤⼀个线性电路来等效⾮线性的三极管。
这样的电路称为三极管的微变等效电路。
微变等效电路法⽤于电路的动态分析。
如上图所⽰，对于输⼊特性曲线(a)，可⽤等效电阻表⽰Ube变化量和Ib变化量之间的关系。
对于上图输出特性曲线(b)，Q点附近特性曲线基本上是⽔平的，可以⽤⼀个⼤⼩为βIb的恒流源来代替三极管。
这个电流源是⼀个受控电流源，体现了基极电流ib对集电极电流ic的控制作⽤。
最终得到下图(b)的微变等效电路，称为简化的h参数(混合参数)微变等效电路，因为忽略了Uce对Ic的影响，忽略了Uce对输⼊特性的影响。
但是由于忽略这些影响带来的误差⼩，所以简化的h参数微变等效电路⾜以应对⼯程计算。
单管共射放⼤电路的微变等效电路：⾸先⽤上图b的等效电路代替三极管，然后画其他部分的交流通路。
Ui、Uo、Ib、Ic上⾯有个点，表⽰输⼊电压、输出电压、基极电流、集电极电流的正弦相量。
⼀些公式如下，Au是单管共射放⼤电路的电压放⼤倍数。
Rbe近似估算：Rbe由三部分组成，基区体电阻、基射之间的结电阻、发射区体电阻。
流过PN结的电流Ie与PN两端电压Ube之间的关系：Is是反向饱和电流；Ut温度电压当量，常温等于26mv；⼯作在放⼤区发射结正向偏置，Ube⼤于0.1 。
由于上式括号⾥⾯左边的数远⼤于1，可以简化：对Ube求导，得到Rbe的倒数，那么就可以得到Rbe的值，⽽且在静态⼯作点附近⼀个⽐较⼩的变化范围内，Ie约等于Ieq，那么Reb表⽰如下。
基本放大电路微变等效电路的画法及动态参数分析
基本放大电路微变等效电路的画法及动态参数分析代素梅【摘要】为降低学生学习晶体管放大电路的分析这一知识的难度,提出了画放大电路微变等效电路的"三线四点法",总结了微变等效电路的画图步骤,按此步骤可画出形式规范的电路并有利于继续分析计算动态参数.详细总结了动态参数的分析步骤和推导过程.为增加学习过程的可视性并激发学生的学习兴趣,应用Multisim电路仿真和设计软件仿真验证动态参数纯理论分析的正确性及可行性.本方法不仅适用于分析基本放大电路,也适用于分析其他较复杂的放大电路.【期刊名称】《安庆师范学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(023)003【总页数】4页(P91-94)【关键词】微变等效电路;放大电路;3线4点;动态分析【作者】代素梅【作者单位】徐州工程学院机电工程学院,江苏徐州221018【正文语种】中文【中图分类】TN710制药工程是一个适应现代医药行业需求而产生的化学、药学和工程学交叉的工科类专业[1]。
电工与电子技术是我校制药工程专业专业开设的工程类专业基础课。
该课程的理论性、综合性和实践性很强，综合了电路基础、模拟电子电路、数字电子电路三门课程的知识，其内容多、范围广。
我校学生的物理和数学基础相对薄弱，且课时较少，学生普遍认为学习难度大[2]。
在该课程的教学中，基本放大电路分析是模拟电子部分比较重要和基础的内容，也是学生学习的难点，包括共射放大电路、共集放大电路和共基放大电路等3种基本放大电路。
微变等效电路法是对放大电路进行动态分析最常用的方法，由基本放大电路画出所对应的微变等效电路是很关键的环节，然后依据微变等效电路计算3个动态参数：电压放大倍数Au、输入电阻ri和输出电阻ro。
很多教材对基本放大电路微变等效电路的画法和动态参数公式的推导过程遵循的基本原则[3]是将放大电路中的所有电容和直流电源的电动势对交流信号短路，晶体管用交流小信号电路模型代替；动态参数根据定义求出，且中间推导过程简单[4-5]，甚至只给出最后结果。
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。
放大电路的分析方法_OK
ICQ
iC 2
1
Q
Q’’
IB = 4 0 µA
直流负载线 20
0
0
2 t
电压放大倍数: 0
Au
ΔvO Δv
ΔvCE Δv
2
I
BE t
4. 5
VCvE6CQE
7. 5
9
0
12 vCE/V vCE/V
11
《模拟电子技术》
【例】用图解法求图示电路电压放大倍数。
RL = 3 k 。
解： 求 RL 确定交流负载线
1/RL 直线，该直线即为
O
VCEQ
交流负载线。 vCE /V
ICQRL
8
3) 动态工作情况图解分析
《模拟电子技术》
（1) 据vi的波形在输入特性曲线图上画vBE、iB的波形
iB
iB / µA
60
3条负载线
Q’
的方程？
Q
IBQ
40
iB
20
Q’’
0
2 t 0
0
0.68 0.7 0.72 vBE
VCC vBE/V
IC IB
2）求rbe
rbe
200
(1
)
26(mV ) IEQ (mA )
《模拟电子技术》
VCC
Rc
Rb
+
vs _
RL
VBB
VCC Rc IL
Rb IB
+IC
+
V_CE
VBE _
RL
VBB
34
3）画交流通路
Rb + vs _ VBB
4）放大电路的小信号模型
放大电路的基本分析方法
学校工作总结本学期，我校工作在全体师生的大力支持下，按照学校工作计划及行事历工作安排，紧紧围绕提高教育教学质量的工作思路，不断强化学校内部管理，着力推进教师队伍建设，进一步提高学校办学水平，提升学校办学品位，取得了显著的成绩。
现将我校一学期来的工作总结如下：一、德育工作本学期我校德育工作围绕学校工作中心，精心安排了“文明守纪”、“良好习惯养成”、“光辉的旗帜”、“争先创优”等主题教育月活动，从培养学生的行为规范，狠抓养成教育入手，注重务实，探索途径，加强针对性、实效性和全面性，真正把德育工作落到实处。
1.强化学生养成教育，培养学生良好习惯。
本学期，我校德育工作十分注重学生的常规管理，尤其重视对学生的养成教育。
一是利用班队会、红领巾广播站、国旗下演讲对学生进行品德熏陶。
二是以文明监督岗为阵地，继续强化了“文明班集体”的创建评比活动，通过卫生、纪律、两操等各项常规的评比，增强了学生的竞争意识，同时也规范了学生的行为。
三是继续加大值周检查的力度，要求值周领导、教师、学生按时到岗，在校门口检查、督促学生有秩序出入校园，从而使学生的行为规范时时有人抓，处处有人管，形成了良好的局面。
2.抓好班主任队伍建设，营造全员育人氛围。
班主任是学校德育工作最重要的力量，为了抓好班主任队伍建设，提高班主任素质水平，学校在第十二周组织开展了班主任工作讲座，在学期末举行了班主任工作交流，在活动中探索行之有效的工作方法，总结经验，交流心得，使班级管理工作更上新台阶。
3.充分发挥主题班队会的教育功能。
主题班队会,是对学生进行德育教育的一种特殊而卓见成效的方式之一。
为了充分发挥主题班队会的教育意义，第十三周，四（3）中队举行了“祖国美，家乡好”主题队会观摩活动，有效规范了我校主题中队会程序，强化了主题队会对学生的思想教育作用。
二、学校管理工作1.建立健全规章制度。
学期初，学校制定了出明确的目标计划及管理措施，做到了目标明确、工作具体，有效地增强了全体教师参与学校管理的主人翁意识，充分调动了全体教师的工作积极性，保障了教育教学工作的顺利开展。
小信号模型分析法(微变等效电路法)
ic hoe vce
β = hfe
rce= 1/hoe
• ur很小，一般为10-3∼10-4 ， 很小，一般为10 • rce很大，约为100kΩ。故 很大，约为100kΩ 100k 一般可忽略它们的影响， 一般可忽略它们的影响， 得到简化电路 BJT的 BJT的H参数模型为
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模拟电子技术基础
2
β 一般用测试仪测出； 一般用测试仪测出；
H参数的确定 H参数的确定
rbe 与Q点有关，可用图示 点有关，
仪测出。 仪测出。 也用公式估算 rbe rbe= rb + (1+ β ) re
rb为基区电阻，约为200Ω 为基区电阻，约为200 200Ω
VT (m ) V 26(m ) V re = = IEQ(m ) IEQ(m ) A A
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模拟电子技术基础
二
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 当放大电路的输入信号电压很小时， 小范围内的特性曲线近似地用直线来代替， 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。 极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。
dvBE = ∂vBE ∂iB
VCE ⋅ di + B
ic ib + vbe – b e c + vce –
∂iC d iC = ∂iB
∂iC VCE ⋅ diB + ∂vCE
∂vBE ∂vCE
IB
⋅ dvCE
IB
⋅ dvCE
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模拟电子技术基础
vbe = hieib + hrevce ic = hfe ib + hoevce
放大电路分析方法2微变等效-稳Q-三种电路
(1-10)
(双电源直接耦合)
Ro Rc
无论单电源阻容耦合还是双电源直接耦合， 无论信号源有无内阻，都不会影响输出电阻结果。
4.当信号源有内阻时：
求
Ri为放大电路的 输入电阻 . UO ＝ . Ui . Ui . Us
(1-25)
2.4.3
温度补偿法稳定静态工作点
利用一个元件参数随温度的变化所引起的温漂来抵消另 一个元件参数随温度的变化所引起的温漂，从而达到稳 定工作点的目的，这就是温度补偿法的基本思想。
I / mA
15
Rb2
– 50 – 25
10 5
–0.01 0 0.2 –0.02 0.4
U/V
D
Rb1
静态工作点稳定电路（见P110）
+V CC +V CC
RL Au rbe
Rc // RL RL
Ri rbe // Rb1 // Rb2 Ro Rc
c
Rc RL
+
b
I b
I c
+
U i
Rb1
Rb2
rbe
I b
U o
若输出 无负载呢
(1-24)
e
I r (1 ) I R U i b be b E r (1 ) R 如无Ce，动态参数如何计算？ I b be E
微 变 等 效 电 路 空载和负载情况下，输入电阻、输出电阻均相等，它们分别为：
Ri Rb // rbe rbe 1.3k
空载时和负载情况下电压放大倍数 有所不同，根据公式它们分别为： 空载：Au
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）
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放大电路的微变等效电路分析法 （简化h 参数等效电路法）
一．晶体管微变等效电路 （晶体管微变等效模型）
U CE
I I
(b )
e
I U CE
(a )c
1．从输入端看，be 间等效为晶体管输入电阻b
be
be i u r =
)()
(26)1(003)1(mA I mV I U r r EQ EQ T bb
be ββ++=++'=
bb
r '：晶体管基区电阻，一般取Ω200 2．从输出端看，
ce 间等效为流控流源b c i i β=
∞=ce r
3．注意：
1）电流源b i β方向由b i 决定；
2）be r 、i R 和bb
r '的区别。
be r :晶体管输入电阻，i R :放大器输入电阻；bb r ':晶体管基区电阻。
'i R ：晶体管输入端放
大器输入电阻
3）等效电路对管外等效，管内不等效，be r 、CCCS b i β并不存在，是等效模型；
4）放大器分析时，注意b 、e 、c 与管外电路的对应关系。
（管外电路不变）。
5）等效关系：be 间电阻be r ；ce 间电流源b i β；bc 间开路。
(标注b i 和b i β以及各自方向)_
4．画放大器微变参数等效电路的步骤： 1）画交流通路；
2）将放大器交流通路中的晶体管用微变等效模型代替，管外电路不变。
注意：（1）b i 、b c i i β=及方向的标注；
（2）放大器i u 、o u 物理量及方向的标注。
（3） be 间电阻be r ；ce 间电流源b i β；bc 间开路。
（4）计算be r （)()
(26)1(003mA I mV r EQ be
β++=）
2．放大器的动态分析（性能指标求法）
1）画放大器的交流通路；
2）画放大器的微变等效电路并求出be r （晶体管用简化h 参数等效模型代替，管外电路不变）。
3）求出放大器动态性能指标（按定义）。
（1）放大倍数
i o
u u u A = （o u 、
i u 按照b i 流经的路径求、注意参考方向）； s
o
us u u A = （考虑信号源内阻时的电压放大倍数）
i
s i
u s i i o s o us R R R A u u u u u u A +⨯=⨯==
s
R 为信号源内阻
（2）输入电阻
i i
i
i R R i u R '
==//偏 /i R ：（从晶体管输入端看进去放大器的等效电阻； /i
R 要在微变等效电路中标注）。
步骤：首先求出/
i
R ，然后再求i i
i
i R R i u R '==//偏 （3）输出电阻
∞
===
L S R u O
O
O i u R 0 步骤：
①先画输出电阻微变参数等效电路（0=S u ∞=L R ）。
（按O R 定义画输出电阻微变参数等效电路）
②电流源b i β的处理：
输入、输出回路作为两个独立回路时，电流源开路； 串联在输入、输出回路间时，电流源开路；
并联在输入、输出回路间时，电流源保留，此时O u 作
为激励，求O i 进而求o o
o i u R = ；
（O u 、O i 按照b i 流经的路径
求，分别用b i 予以表示）。
注意：
（1）作放大器的微变等效电路，晶体管用简化h 参数等效模型代替时，一定注意各管脚与管外电路的联接关系，一一对应好；
（2）电路复杂时，充分利用晶体管电流分配关系b c b e i i i i )1(β+=+=（解决问题的关键）；
3．放大器分析（计算题步骤）
1）静态分析（估算求Q 点） （1）画直流通路
（2）按KCL 、KVL 列方程求Q 点。
2）动态分析（求性能指标） （1）画交流通路；
（2）画微变参数等效电路并求be r；（3）求性能指标。
4．典型放大器的总结。