模拟电子技术chapt02

1、模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院基本放大电路基本放大电路2.2 放大电路的基本分析方法放大电路的基本分析方法2.3放大电路静态工作点的稳定放大电路静态工作点的稳定2.4共集放大电路和共基放大电路共集放大电路和共基放大电路2.6多级放大电路多级放大电路2.5 场效应管放大电路场效应管放大电路2.1 概述概述第二章基本放大电路模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院2.1概述2.1.1 2.1.1 放大电路的基本概念放大电路的基本概念 放大电路主要用于放大微弱的电信号，输出电压或电流放大电路主要用于

2、放大微弱的电信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，这里主要讲电压放大电路。在幅度上得到了放大，这里主要讲电压放大电路。概述概述模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院2.1.2 2.1.2 放大电路的主要技术指标放大电路的主要技术指标（1 1）1.1.放大倍数放大倍数表征放大器的放大能力表征放大器的放大能力根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义。可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义。模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程

3、学院中南大学信息科学与工程学院2.1.2 2.1.2 放大电路的主要技术指标（放大电路的主要技术指标（2 2）（1）电压放大倍数电压放大倍数定义为定义为: au=uo/ui（重点）（重点）（2）电流放大倍数电流放大倍数定义为定义为: : a ai i= =i io o/ /i ii i （3）互阻增益互阻增益定义为定义为: ar=uo/ii（4）互导增益互导增益定义为定义为: ag=io/ui模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院2. 输入电阻输入电阻ri从放大电路输入端看进去的从放大电路输入端看进去的 等效电阻等效电阻输入电阻：输入电阻：ri=

4、ui / ii一般来说，一般来说， ri越大越好。越大越好。（1）ri越大，越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。就越小，从信号源索取的电流越小。（2）当信号源有内阻时，）当信号源有内阻时， ri越大，越大， ui就越接近就越接近us。输入端输入端iiuiriusrs信号源信号源au输出端输出端2.1.2 1.2 放大电路的主要技术指标（放大电路的主要技术指标（3 3）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院3. 输出电阻输出电阻ro从放大电路输出端从放大电路输出端看进去的等效电阻。看进去的等效电阻。输出端输出端rouo输出端输出端auus2.

5、1.2 1.2 放大电路的主要技术指标（放大电路的主要技术指标（4 4）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院2.1.2 1.2 放大电路的主要技术指标（放大电路的主要技术指标（5 5） 输出电阻是表明放大电路带负载的能力，输出电阻是表明放大电路带负载的能力，ro越小，放越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。大电路带负载的能力越强，反之则差。 0 ,.o.oosl=uriur 输出电阻输出电阻的定义：的定义：模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院4. 通频带通频带通频带：通频带： fbw=fhf

6、l放大倍数随频率放大倍数随频率变化曲线变化曲线幅幅频特性曲线频特性曲线faam0.7amfl下限截下限截止频率止频率fh上限截上限截止频率止频率 3db带宽带宽2.1.2 1.2 放大电路的主要技术指标（放大电路的主要技术指标（6 6）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院放大电路的基本分析方法放大电路的基本分析方法 2.2.1 共射基本放大电路的组成原理共射基本放大电路的组成原理 2.2.2 图解分析法图解分析法 2.2.3 等效电路分析法等效电路分析法2.2 2放大电路的基本分析方法放大电路的基本分析方法模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南

7、大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院2.2.1 2.2.1 共射基本放大电路的组成原理（共射基本放大电路的组成原理（1）一、放大原理一、放大原理 三极管工作在放大区：三极管工作在放大区： 发射结正偏，发射结正偏， 集电结反偏。集电结反偏。uce（-icrc）放大原理：放大原理：iuubeibic（b bib）电压放大倍数：电压放大倍数： ou-+vt123urbirbbbeccccb（+12v）iuvcebe+uiub+iic+u+ceuo=iouuua直接耦合共射放大电路直接耦合共射放大电路模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院ib

8、quiot ib otuceotuoot ic oticquceq-+vt123urbirbbbeccccb（+12v）iuvcebe+uiub+iic+u+ceuocecececccbbbbebebeuuuiiiiiiuuu=符号说明符号说明2.2.12.1共射基本放大电路的组共射基本放大电路的组成原理（成原理（2 2）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院rbvbbrcc1c2t放大元件放大元件ic=b bib，工作在放大区，工作在放大区，要保证集电结反要保证集电结反偏，发射结正偏。偏，发射结正偏。uiuo输入输入输出输出参考点参考点rl二、

9、单管共射极放大电路的结构二、单管共射极放大电路的结构 及各元件的作用及各元件的作用+vcc阻容耦合共射放大电路阻容耦合共射放大电路2.2.12.1共射基本放大电路的组成原理（共射基本放大电路的组成原理（3 3）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院共射放大电路组成共射放大电路组成使发射结正偏，使发射结正偏，并提供适当的并提供适当的静态工作点静态工作点ib和和ube。rb+vccvbbrcc1c2trl基极电源与基极电源与基极电阻基极电阻2.2.12.1共射基本放大电路的组成原理共射基本放大电路的组成原理（4 4）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术

10、中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院集电极电源，集电极电源，为电路提供能为电路提供能量。并保证集量。并保证集电结反偏。电结反偏。rb+vccvbbrcc1c2trl2.2.12.1共射基本放大电路的组共射基本放大电路的组成原理（成原理（5 5）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院共射放大电路共射放大电路集电极电阻，集电极电阻，将变化的电流将变化的电流转变为变化的转变为变化的电压。电压。rb+vccvbbrcc1c2trl2.2.12.1共射基本放大电路的组成原理共射基本放大电路的组成原理（6 6）模模 拟拟 电电 子子 技技 术

11、术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院耦合电容：耦合电容：电解电容，有极性，电解电容，有极性，大小为大小为10 f50 f作用：作用：隔直通交隔直通交隔离输入输出与隔离输入输出与电路直流的联系，电路直流的联系，同时能使信号顺同时能使信号顺利输入输出。利输入输出。rb+vccvbbrcc1c2trl+uiuo2.2.12.1共射基本放大电路的组成原理（共射基本放大电路的组成原理（7 7）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院单电源供电单电源供电可以省去可以省去rb+vccvbbrcc1c2trl2.2.12.1共射基本放大电路的组成

12、原理（共射基本放大电路的组成原理（8 8）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院rb单电源供电单电源供电+vccrcc1c2trl2.2.12.1共射基本放大电路的组成原理（共射基本放大电路的组成原理（9 9）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院图解分析法图解分析法三、动态工作情况分析三、动态工作情况分析二、静态工作情况分析二、静态工作情况分析一、引一、引 言言2.2.22.2图解分析法（图解分析法（1 1）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院一、

13、引言一、引言基本思想基本思想 非线性电路经适当近似后可按线性电路对待，非线性电路经适当近似后可按线性电路对待，利用利用叠加定理叠加定理，分别分析电路中的，分别分析电路中的交交、直直流成分。流成分。分析三极管电路的基本思想和方法分析三极管电路的基本思想和方法直流通路直流通路( (ui = 0) )分析分析静态。静态。 交流通路交流通路( (ui 0) )分析分析动态，动态，只只考虑变化的电压和电流。考虑变化的电压和电流。画交流通路原则：画交流通路原则：1. 固定不变的电压源都视为短路；固定不变的电压源都视为短路；2. 固定不变的电流源都视为开路；固定不变的电流源都视为开路；3. 视电容对交流信号

14、短路视电容对交流信号短路0j/1 c 2.2.22.2图解分析法（图解分析法（2 2）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院放大电路没有输入信号放大电路没有输入信号(u(ui = 0) = 0)时的工作状态称为时的工作状态称为静态。静态。 静态静态分析的任务分析的任务是根据电路参数和三极管的是根据电路参数和三极管的特性特性确定确定静静 态值态值（直流值）（直流值）ube、ib、 ic 和和uce。可用放大电路的可用放大电路的直流通路直流通路来分析。来分析。二、静态工作情况分析二、静态工作情况分析模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与

15、工程学院中南大学信息科学与工程学院（一）直接耦合共射放大电路图解分析（一）直接耦合共射放大电路图解分析rbvccvbbrctusuobece1)令令us=0，在输入、输出特性曲线上求，在输入、输出特性曲线上求q点的值点的值2)动态分析动态分析-求求au、uom及波形失真分析及波形失真分析 （黑板作图讲解）（黑板作图讲解）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院开路开路rb+vccrcc1c2rl画出放大电路的直流通路画出放大电路的直流通路1. .静态工作点的估算静态工作点的估算将交流电压源短路将交流电压源短路 将电容开路。将电容开路。直流通路的画法

16、：直流通路的画法：开路开路（二）阻容耦合共射放大电路静态图解分析（二）阻容耦合共射放大电路静态图解分析2.2.22.2图解分析法（图解分析法（5 5）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院rb+vccrc直流通道直流通道用估算法分析放大器的静态工作点用估算法分析放大器的静态工作点（ ib、ube、ic、uce）2.2.22.2图解分析法（图解分析法（6 6）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院（1）估算）估算ib（ ube 0.7v)rb+vccrcibuberbuvibeccb=rbv7 . 0

17、ccrbccvrb称为称为偏置电阻偏置电阻，ib称称为为偏置电流偏置电流。2.2.22.2图解分析法（图解分析法（7 7）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院（2）估算）估算uce、icrb+vccrcicucecccccerivu=ic= b bib2.2.22.2图解分析法（图解分析法（8 8）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院例：例：用估算法计算静态工作点。用估算法计算静态工作点。已知：已知：vcc=12v，rc=4k ，rb=300k ，b b=37.5。解：解：a400.04ma30

18、012viccb=rbmaiibc5 . 104. 05 .37=b6v41.512rivuccccce=请注意电路中请注意电路中ib和和ic的数量级的数量级ube 0.7vrb+vccrc2.2.22.2图解分析法（图解分析法（9 9）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院rb+vccrcc1c2tui=0时时由于电由于电源的存源的存在在ib 0ic 0icie=ib+icrlib无信号输入时无信号输入时1.静态工作点静态工作点ui=0时电路的工作状态时电路的工作状态2. 用图解法确定静态工作点用图解法确定静态工作点2.2.22.2图解分析法（

19、图解分析法（1010）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院rb+vccrcc1c2ticubeuce( ic,uce )(ib,ube)rlib静态工作点静态工作点2.2.22.2图解分析法（图解分析法（1111）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院(ib,ube) 和和( ic,uce )分别对应于输入输出特性曲分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为线上的一个点称为静态工作点静态工作点。ibubeqibubequceicicuceib2.2.22.2图解分析法（图解分析法（1212）模模 拟

20、拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院uce=vccicrc直流负载线直流负载线由估算法求出由估算法求出i ib b，i ib b对应的输对应的输出特性与直流出特性与直流负载线的交点负载线的交点就是工作点就是工作点q qvccicucecccrvqib静态静态uce静态静态ic2.2.22.2图解分析法（图解分析法（1313）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院3. 电路参数对静态工作点的影响电路参数对静态工作点的影响1. 改变改变 rb，其他参数不变，其他参数不变ubeibuceicvccvbbvbbr

21、bqqr b ib q 趋近截止区；趋近截止区；r b ib q 趋近饱和区。趋近饱和区。2. 改变改变 rc ，其他参数不变，其他参数不变rc q 趋近饱和区。趋近饱和区。icubeibucevccuceqqqicqvccrc2.2.22.2图解分析法（图解分析法（1414）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院例例 : 设设 rb = 38 k ，求，求 vbb = 0 v、3 v 时的时的 ic、uce。 解解 uce/vic/maib= 010 a20 a30 a40 a50 a60 a41o235当当vbb= 0 v： ib 0，ic

22、0，5 vuce 5 v当当vbb = 3 v：bbe(on)bbbruvi=ma 0.06= =0.3uce 0.3 v 0，ic 5 ma2.2.22.2图解分析法（图解分析法（1515）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院ic 0ic = vcc /rc三极管的开关等效电路三极管的开关等效电路截止截止状态状态sbcevcc+ rcrbib 0uce 5vib饱和饱和状态状态uce 0判断是否判断是否饱和饱和临界饱和电流临界饱和电流 ics和和ibs ：ccccce(sat)cccsrvruvi = =ccccsbsrviib bb b =

23、 =ib ibs，则三极管则三极管饱和。饱和。2.2.22.2图解分析法（图解分析法（1616）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院ibubeqicuceuiibibic1. 交流放大原理（设输出空载）交流放大原理（设输出空载）假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号 ui静态工作点静态工作点三、动态工作情况分析三、动态工作情况分析2.2.22.2图解分析法（图解分析法（1717）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院icuceicuce也沿着也

24、沿着负载线变化负载线变化uceuce与与ui反相！反相！uce怎么变化怎么变化2.2.22.2图解分析法（图解分析法（1818）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院各点波形各点波形uo比比ui幅度放大且相位相反幅度放大且相位相反rb+vccrcc1c2uiibicuceuocecececccbbbbebebeuuuiiiiiiuuu=2.2.22.2图解分析法（图解分析法（1919）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院对交流信号对交流信号(输入信号输入信号ui)短路短路短路短路置零置零2.放大器

25、的交流通路放大器的交流通路rb+vccrcc1c2rluiuo1/ c 0将直流电压源短路，将电容短路。将直流电压源短路，将电容短路。交流通路交流通路分析动态工作情况分析动态工作情况交流通路的画法：交流通路的画法：2.2.22.2图解分析法（图解分析法（2020）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院rbrcrluiuo交流通路交流通路2.2.22.2图解分析法（图解分析法（2121）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院rb+vccrcc1c2rl3.交流负载线交流负载线输出端接入负载输出端接入负

26、载rl：不影响不影响q 影响动态！影响动态！2.2.22.2图解分析法（图解分析法（2222）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院交流负载线交流负载线rbrcrluiuoicuce其中：其中：cllr/rr = = uce=-ic（rc/rl） = -ic rl2.2.22.2图解分析法（图解分析法（2323）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院交流量交流量ic和和uce有如下关系：有如下关系：这就是说，交流负载线的斜率为：这就是说，交流负载线的斜率为：lr1 uce=-ic（rc/rl）= -

27、ic rl或或ic=（-1/ rl） uce交流负载线的作法：交流负载线的作法：斜斜 率为率为- -1/rl 。（ rl= rlrc ）经过经过q点。点。 2.2.22.2图解分析法（图解分析法（2424）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院icucevcccccrvqib交流负载线交流负载线直流负载线直流负载线斜斜 率为率为- -1/rl 。（ rl= rlrc ）经过经过q点。点。 注意：注意：（1）交流负载线是有交流）交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹。输入信号时工作点的运动轨迹。 （2）空载时，交流负载线与直流负载线重合。）

28、空载时，交流负载线与直流负载线重合。2.2.22.2图解分析法（图解分析法（2525）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院例例 ：硅管，硅管，ui = 10 sin t (mv)，rb = 176 k ， rc = 1 k ，vcc = vbb = 6 v，图解分析各电压、电流值。，图解分析各电压、电流值。 解解 令令 ui = 0，求静态电流，求静态电流 ibqa)( 30ma)(03. 01767 . 06bq = = = = =i2.2.22.2图解分析法（图解分析法（2626）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院

29、中南大学信息科学与工程学院ube/vib/ a0.7 v30quit tube/vtibibq( (交流负载线交流负载线) )uce/vic/ma4123ib=10 a20304050605q6直流负载线直流负载线q q 6ticicquceq qt tuce/vucemibicuceoooooo2.2.22.2图解分析法（图解分析法（2727）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院当当 ui = 0 ube = ubeq ib = ibq ic = icq uce = uceq 当当 ui = uim sin t ib = ibmsin t i

30、c = icmsin t uce = ucem sin t uo = uceib = ibq + ibmsin tic = icq + icmsin tuce = uceq ucem sin t = uceq +ucem sin (180 t)iouu 2.2.22.2图解分析法（图解分析法（2828）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院4. 放大电路的非线性失真问题放大电路的非线性失真问题因工作点不合适或者信号太大使放大电路的工作范围超出因工作点不合适或者信号太大使放大电路的工作范围超出了晶体管特性曲线上的线性范围，从而引起非线性失真。了晶体

31、管特性曲线上的线性范围，从而引起非线性失真。1) “q”过低引起截止失真过低引起截止失真npn 管：管： 顶部顶部失真为截止失真。失真为截止失真。pnp 管：管： 底部底部失真为截止失真。失真为截止失真。不发生截止失真的条件：不发生截止失真的条件：ibq ibm 。oqibottoube/vibube/vibui uceicict ooicotucequce交流负载线交流负载线2.2.22.2图解分析法（图解分析法（2929）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院2) “q”过高引起饱和失真过高引起饱和失真ics集电极临界集电极临界饱和电流饱和电

32、流npn 管：管：底部底部失真为饱和失真。失真为饱和失真。pnp 管：管：顶部顶部失真为饱和失真。失真为饱和失真。l(sat)cecccsbsruvii = = =b bb bibs 基极临界饱和电流。基极临界饱和电流。不接负载时，交、直流负载线重合，不接负载时，交、直流负载线重合，v cc= vcc不发生饱和失真的条件：不发生饱和失真的条件： ibq + i bm ibsuceict ooico tuceqv cc2.2.22.2图解分析法（图解分析法（3030）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院饱和失真的本质：饱和失真的本质：负载开路时：

33、负载开路时：接负载时：接负载时：受受 rc 的限制，的限制，ib 增大，增大，ic 不可能超过不可能超过 vcc/rc 。受受 r l 的限制，的限制，ib 增大，增大，ic 不可能超过不可能超过 v cc/r l 。c1+ rcrb+vccc2rl+uo +ibicvui( (r l= rc / rl) )2.2.22.2图解分析法（图解分析法（3131）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院选择工作点的原则：选择工作点的原则：当当 ui 较小时，为减少功耗和噪声，较小时，为减少功耗和噪声，“q” 可设得低一些；可设得低一些；为提高电压放大倍数

34、，为提高电压放大倍数，“q”可以设得高一些；可以设得高一些；为获得最大输出，为获得最大输出，“q” 可设在交流负载线中点。可设在交流负载线中点。2.2.22.2图解分析法（图解分析法（3232）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院等效电路分析法等效电路分析法2.3.2 h参数小信号模型参数小信号模型2.3.1 h参数的引出参数的引出引引 言言2.2.32.3等效电路分析法（等效电路分析法（1 1）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院一、一、 建立小信号模型的意义建立小信号模型的意义 由于三极管是

35、非线性器件，这样就使得放大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，就是在电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是在一定的条件下（工作点附近）将一定的条件下（工作点附近）将非线性器件非线性器件作作线线性化性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。处理，从而简化放大电路的分析和设计。 由于研究对象的多样性和复杂性，往往把对由于研究对象的多样性和复杂性，往往把对象的某些特征提取出来，用已知的、相对明了的象的某些特征提取出来，用已知的、相对明了的单元组合来说明，并作为进一步研究的基础，这单元组合来说明，并作为进一步研究的基础，这种研究方法称为建模。种研究方法称为建模。引

36、引 言言2.2.32.3等效电路分析法（等效电路分析法（2 2）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院 当放大电路的输入当放大电路的输入信号电压很小信号电压很小时，就可以把三时，就可以把三极管小范围内的特性极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替曲线近似地用直线来代替，从而，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。电路来处理。二、建立小信号模型的思路二、建立小信号模型的思路模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院2.3.1 h2.3.

37、1 h参数的引出参数的引出在小信号情况下，对上两式取全微分得在小信号情况下，对上两式取全微分得cecebebbbebebceduuudiiuduiu=对于对于bjt双口网络，双口网络，我们已经知道输入我们已经知道输入输出特性曲线如下：输出特性曲线如下：ube=f(ib，uce)ic=g(ib ，uce)cececbbcbceduuidiiidiuci=2.2.32.3等效电路分析法（等效电路分析法（4 4）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院用小信号交流分量表示用小信号交流分量表示ube= h11ib+ h12uceic= h21ib+ h22

38、uce说明说明dib 与交流与交流信号的关系信号的关系2.2.32.3等效电路分析法（等效电路分析法（5 5）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院cebbe11uiuh=输出端交流短路时的输出端交流短路时的输入电阻输入电阻；输出端交流短路时的正向电流传输比或输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放电流放大系数大系数；输入端电流恒定（交流开路）的输入端电流恒定（交流开路）的反向电压传输比反向电压传输比输入端电流恒定（交流开路）时的输入端电流恒定（交流开路）时的输出电导输出电导。其中：其中：四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（四个参数量纲各不相同

39、，故称为混合参数（h h参数）。参数）。ube= h11ib+ h12uceic= h21ib+ h22ucecebc21 uiih=bcebe12 iuuh=bcec22 iuih=能构成电路图吗2.2.32.3等效电路分析法（等效电路分析法（6 6）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院2.3.2 h h参数小信号模型参数小信号模型根据根据可得小信号模型可得小信号模型bjt的的h参数模型参数模型h21ibicuceibubeh12uceh11h22ube= h11ib+ h12uceic= h21ib+ h22uceubeuceibcebic

40、bjt双口网络双口网络h h参数都是小信号参数，即微变参数都是小信号参数，即微变 参数或交流参数。参数或交流参数。h h参数与工作点有关，在放大参数与工作点有关，在放大 区基本不变。区基本不变。2.2.32.3等效电路分析法（等效电路分析法（7 7）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院1. 模型的简化模型的简化h21ibicuceibubeh12uceh11h22即即 rbe= h11 b b = h21 ut = h12 rce= 1/h22一般采用习惯符号一般采用习惯符号则则bjt的的h参数模型为参数模型为 ut很小，一般为很小，一般为10

41、-3 10-4 ，rce很大，约为很大，约为100k 。故。故 一般可忽略它们的影响，一般可忽略它们的影响， 得到简化电路得到简化电路 b b ib 是受控源是受控源 ，且为电流，且为电流控制电流源控制电流源(cccs)。 电流方向与电流方向与ib的方向是关联的方向是关联的。的。 2.2.32.3等效电路分析法（等效电路分析法（8 8）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院2. h h参数的确定参数的确定 b b 一般用测试仪测出；一般用测试仪测出； rbe 与与q点有关，可用图点有关，可用图示仪测出。示仪测出。一般也用公式估算一般也用公式估算

42、rbe rbe= rbb + (1+ b b ) re其中对于低频小功率管其中对于低频小功率管 rbb(100300） 则则 )ma()mv(26)1 (eqbeirrbbb)ma()mv()ma()mv(eqeqteiivr26=而而 (t=300k) 2.2.32.3等效电路分析法（等效电路分析法（9 9）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院1)1)电压放大倍数的计算：电压放大倍数的计算：uiuo3. h h参数的应用参数的应用共共射射极极放放大大电电路路2.2.32.3等效电路分析法（等效电路分析法（1010）模模 拟拟 电电 子子 技技

43、 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院bebiriu = =lboriu b b = = belurra b b = =lclr/rr= = 负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。画微变等效电路画微变等效电路rberbrcrliu ii bi ci ou bi b b2.2.32.3等效电路分析法（等效电路分析法（1111）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院iiiuri=be/rrb=ber电路的输入电阻越大，从信号源取电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到得的电流越小，因此一般

44、总是希望得到较大的的输入电阻。较大的的输入电阻。rberbrcrliu ii bi ci ou bi b b2)2)输入电阻的计算：输入电阻的计算：根据输入电阻的定义：根据输入电阻的定义：2.2.32.3等效电路分析法（等效电路分析法（1212）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院当信号源有内阻时：当信号源有内阻时：ui.uo.ui.us.2.2.32.3等效电路分析法（等效电路分析法（1313）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院coooriur=所以：所以：用加压求用加压求流法求输流法求输出

45、电阻：出电阻：3)输出电阻的计算：输出电阻的计算：0ooou=rsiu=rl根据定义根据定义ouoi rberbrcii bi ci bi b b002.2.32.3等效电路分析法（等效电路分析法（1414）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院4. .晶体三极管交流分析晶体三极管交流分析步骤：步骤： 分析直流电路，求出分析直流电路，求出“q”，计算，计算 rbe。 画电路的交流通路画电路的交流通路 。 在交流通路上把三极管画成在交流通路上把三极管画成 h 参数模型。参数模型。 分析计算叠加在分析计算叠加在“q”点上的各极交流量。点上的各极交流量

46、。2.2.32.3等效电路分析法（等效电路分析法（1515）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院求：求：1)静态工作点。静态工作点。2)电压增益电压增益au、 输入电阻输入电阻ri、 输出电阻输出电阻r0 。例：例：电路如图所示，电路如图所示，=43=43，u ubebe=0.7v=0.7v，r rbbbb=200=2002.2.32.3等效电路分析法（等效电路分析法（1616）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院 3)若输出电压的波形出现如若输出电压的波形出现如 下失真下失真 ，是截止还是饱和

47、失，是截止还是饱和失真？应调节哪个元件？如何调节？真？应调节哪个元件？如何调节？解解：1)icvce2.2.32.3等效电路分析法（等效电路分析法（1717）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院2) 思路：思路：微变等效电路微变等效电路au、ri 、r02.2.32.3等效电路分析法（等效电路分析法（1818）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院2.2.32.3等效电路分析法（等效电路分析法（1919）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院)(94

48、576. 126)431 (20026)1 (200=mamvimvrebebbeliurruua0b=103945. 0)2 . 6/9 . 3(43=)(945. 0945. 0/470/=krrrbebicrr =02.2.32.3等效电路分析法（等效电路分析法（2020）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院例例 : b b = 100，us = 10sin t (mv)，求叠加在，求叠加在 “q” 点上的各交流量。点上的各交流量。 rbb=2002.7 k 470 k 3.6 k 12 v12 v5102.2.32.3等效电路分析法（等

49、效电路分析法（2121）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院 解解 令令 ui = 0，求静态电流，求静态电流 ibq 求求“q”，计算，计算 rbema)( 024. 04707 . 012bq= = = =ieqbe 26)1(200irb b = =icq = b b ibq = 2.4 mauceq = 12 2.4 2.7 = 5.5 (v)( 2831024. 026200 = = = =2.2.32.3等效电路分析法（等效电路分析法（2222）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院u

50、ce 交流通路交流通路+uo + ibicrbvccvbbrcrlc1c2us+ + rs+uce +ube ube 小信号等效小信号等效+uo + rbrlrsrbe eibicb b icbcusrc+ube 2.2.32.3等效电路分析法（等效电路分析法（2323）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院 分析各极交流量分析各极交流量be bsbe bsbe /)/(rrrrruu = =)a( sin5 . 5be be b = = =trui )ma( sin55. 0 b ctii b b= = =oceuu= =(v) sin85.

51、0)/(lcctrri = = = = 分析各极总电量分析各极总电量ube = (0.7 + 0.0072sin t )vib = (24 + 5.5sin t) aic = ( 2.4 + 0.55sin t ) mauce = ( 5.5 0.85sin t ) v)mv( sin2 . 7t = =2.2.32.3等效电路分析法（等效电路分析法（2424）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院2.3.1 2.3.1 问题的提出问题的提出 单管共射放大电路存在的问题单管共射放大电路存在的问题一、实验中出现的现象一、实验中出现的现象2.3 放大

52、电路静态工作点的稳定放大电路静态工作点的稳定模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院当环境温度发生变化时当环境温度发生变化时模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院二、静态工作点的位置发生变化的原因二、静态工作点的位置发生变化的原因1.1.温度对晶体管参数的影响温度对晶体管参数的影响titicbocbo,温度每升高温度每升高1010o oc, ic, icbocbo一倍一倍tuubebe,温度每升高温度每升高1 1o oc, uc, ubebe2.5mv2.5mvt,t,温度每升高温度每升高1 1o o

53、c,/ 0.51%c,/ 0.51%模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院 2.2.温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响i icqcq=ib=ibq q+(1+) i+(1+) icbocboi ibqbq= =（vcc- uvcc- ubebe）/ r/ rb b ti ticqcqqq饱和失真饱和失真 3 工作点上移时输出波形分析工作点上移时输出波形分析模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院“q”过高引起饱和失真过高引起饱和失真ics集电极临界集电极临界饱和电流饱和电流npn 管：管：底

54、部底部失真为饱和失真。失真为饱和失真。uceict ooico tuceqv cc不接负载时，交、直流负载线重合不接负载时，交、直流负载线重合静态是基础，动态是目的静态是基础，动态是目的2.3.1.3.1放大电路的静态工作点的稳定（放大电路的静态工作点的稳定（5 5）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院 2.3.2 2.3.2 稳定静态工作点的措施稳定静态工作点的措施特点特点：r rb1b1上偏流电阻、上偏流电阻、r rb2b2下偏流电阻、下偏流电阻、 r re e发射极电阻发射极电阻 共发射极电路共发射极电路 、电路组、电路组成成2.3.2.

55、3.2稳定静态工作点的措施（稳定静态工作点的措施（1 1）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院+ ubeq ibqi1ieq二、稳定静态工作点的原理二、稳定静态工作点的原理1.直流通路直流通路icq直流通路的画法直流通路的画法2.3.2.3.2稳定静态工作点的措施（稳定静态工作点的措施（2 2）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院若电路调整适当，可以使若电路调整适当，可以使i icqcq基本不变基本不变。2.稳定过程（原理）稳定过程（原理）titicqcqiicqcqr re euub b固定固

56、定uubebeiibqbqiicqcq 3.稳定的条件稳定的条件 ub固定固定 ub=vccrb2 / (rb1+rb2)（1）i i1 1 i ib b 硅管硅管i i1 1= =（5-105-10）i ibqbq 锗管锗管i i1 1= =（10-2010-20）i ibqbq（2 2）u ub b u ubebe 硅管硅管u ub b= =（3-53-5）v v 锗管锗管u ub b= =（1-31-3）v v 模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院 三、静态分析三、静态分析 求求q点点（ibq、icqcq 、uceqceq） 求法：画出直

57、流通路求解求法：画出直流通路求解 方法有二：方法有二： 1.估算法估算法 模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院ebeqbqeqruui = =eqcqii b b /qbqcii )(eccqccceqrrivu = =说明说明q是否合适是否合适+vccrcrerb1rb2+ ubeq ibqi1ieqicq+ uceq 模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院2.2.利用戴维南定理（同学自己做）利用戴维南定理（同学自己做） 模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科

58、学与工程学院四、动态分析四、动态分析求求au、ri、ro（一）（一）画出放大电路的微变等效电路画出放大电路的微变等效电路 1.画出交流通路画出交流通路2.3.2.3.2稳定静态工作点的措施（稳定静态工作点的措施（7 7）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院2.2.画出放大电路的微变等效电路画出放大电路的微变等效电路模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院（二）计算动态性能指标（二）计算动态性能指标1.计算计算auau模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学

59、院“-”“-”表示表示uouo和和uiui反相。反相。 auau的值比固定偏流放大电路小了。的值比固定偏流放大电路小了。erberlruauuaiou)1 (bb=模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院2.2.计算输入电阻计算输入电阻iiiiur/= =)1 (/21ebebbirrrrrb=r ri i，同时说明公式的记法和折合的概念。，同时说明公式的记法和折合的概念。 模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院uo在在re两端的电压可以忽略不计，因此两端的电压可以忽略不计，因此rorc 。3. 3.

60、 计算输出电阻计算输出电阻ro o ro= ro=u uo/o/i io o us=0us=0 r rl l= 2.3.2.3.2稳定静态工作点的措施（稳定静态工作点的措施（1212）模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院 如何提高电压放大倍数如何提高电压放大倍数auau 在在r re e两端并联一个电容，则放大倍数两端并联一个电容，则放大倍数与固定偏置放大电路相同与固定偏置放大电路相同。 五、举例讨论五、举例讨论模模 拟拟 电电 子子 技技 术术中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院例例 bb= 100，rs= 1 k ，rb1=