放大电路有输入信号时的工作状态称为动态。动态时,电路中的电流和电压将在静态直流量的基础上叠加上交流量。而分析时为了方便,常常采用交、直流分开的分析方法,即人为地把直流和交流分量分开后单独分析,然后再把它们叠加起来。只分析交流分量时,利用放大电路的交流通路。常用的分析方法为微变等效电路法。
1.简化的h参数微变等效电路
(1)三极管的等效模型
微变等效电路法的基本思想是:当输入信号变化的范围很小时,可以认为三极管电压、电流变化量之间的关系基本上是线性的。在很小的范围内,三极管可用线性电路等效替代。
可以依据三极管的输入特性和输出特性得到三极管的微变等效电路。如图2.4.14(a)、(b)分别为三极管的输入、输出特性。
(a)输入特性 (b)输出特性 (c)微变等效电路
图2.4.14 三极管的微变等效电路
a.输入回路的线性等效
根据三极管输入特性可确定输入回路的线性等效电路。由图2.4.14(a)知道,在小信号情况下,在Q点附近,输入特性可用直线近似替代,因此有
所以,小信号时,从三极管输入端看进去,三极管可等效为输入电阻rbe,如图2.4.14(c)左边部分所示。rbe可以由下式确定近似求得
而rbb'可取(200~300)Ω。以后如无特别说明,均取rbb'=300Ω。
b.输出回路的线性等效
根据三极管输出特性可确定输出回路的线性等效电路。三极管输出特性的特点是:
iC基本不随uCE变化——具有电流源特性。
iC受到iB控制——具有受控源特性(iC=βiB)。
因此,从输出端看进去,在微变条件下三极管可等效为电流控制电流源,其输出端等效电路如图2.4.14(c)的右半部分。
(2)单管共射放大电路的微变等效电路
对于图2.4.15(a)所示的基本共射交流放大电路,可以画出其微变等效电路如图2.4.15(b)所示。
(a)基本共射交流放大电路
(b)微变等效电路
图2.4.15 基本共射放大电路的微变等效电路
该线性等效电路是在小信号条件下得到的,称为微变等效电路。利用微变等效电路可以计算放大电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。
(3)rbe的近似计算公式
经理论分析可得到
在对于中低频、小功率三极管,一般约为300Ω。
(4)微变等效电路法计算步骤
总结一下微变等效电路法对电路作动态分析的步,有
(1)画出交流通路;
(2)将三极管用微变等效电路替代,得到放大电路的微变等效电路;
(3)利用微变等效电路进行计算。
采用以上分析步骤,求图2.4.15的共射基本放大电路电压放大倍数、输入电阻、输出电阻可得
采用微变等效电路法分析图2.4.15所示电路的电压放大倍数、输入输出电阻,可得
电压放大倍数
其中:称为交流负载电阻。负号“-”表示输出电压uo与输入电压ui反相。
输入电阻Ri
d
输出电阻Ro