模拟电子技术-放大电路分析-小信号模型分析法

共射极放大电路4,3,9作业图3.小信号模型分析法的适用范围(小结）放大电路的输入信号幅度较小，BJT工作在其V－I特性曲线的线性范围（即放大区）内。H参数的值是在静态工作点上求得的。所以，放大电路的动态性能与静态工作点参数值的大小及稳定性密切相关。优点：分析放大电路的动态性能指标(Av、Ri和Ro等)非常方便，且适用于频率较高时的分析。缺点：在BJT与放大电路的小信号等效电路中，电压、电流等电量及BJT的H参数均是针对变化量(交流量)而言的，不能用来分析计算静态工作点。4.小信号模型分析法的分析步骤1、遵循“先静态后动态”的原则，静态分析时应利用直流通路，动态分析时应利用交流通路或交流等效电路。只有在静态工作点合适的情况下，动态分析才有意义。静态IE的值用来求rbe。2、画出放大电路的交流等效电路，并求出rbe。3、根据要求求解动态参数Av，Ri，Ro。练习：画出下图所示电路的小信号模型。练习：画出下图所示电路的小信号模型。4.4放大电路静态工作点的稳定问题4.4.1温度对静态工作点的影响4.4.2射极偏置电路1.基极分压式射极偏置电路2.含有双电源的射极偏置电路3.含有恒流源的射极偏置电路温度升高使IC增加4.4.1温度对静态工作点的影响动画演示温度对静态工作点的影响动画演示静态工作点4.4.2射极偏置电路（1）稳定工作点原理目标：温度变化时，使IC维持恒定。如果温度变化时，b点电位能基本不变，则可实现静态工作点的稳定。T稳定原理：ICIEVE、VB不变VBEIBIC（反馈控制）1.基极分压式射极偏置电路(a)原理电路(b)直流通路动画演示b点电位基本不变的条件：I1IBQ，CCb2b1b2BQVRRRV此时，VBQ与温度无关VBQVBEQ一般取I1=(5~10)IBQ，VBQ=3~5V1.基极分压式射极偏置电路（1）稳定工作点原理1.基极分压式射极偏置电路（2）放大电路指标分析①静态工作点CCb2b1b2BQVRRRVeBEQBQEQCQRVVII)(ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVVβIICQBQ不再先求IBQBQCEQCQEQEQIVIIVV,,,BQ②电压增益A画小信号等效电路（2）放大电路指标分析②电压增益输出回路：)//(LcboRRiβv输入回路：ebbebeebebi)1(RβiriRiriv电压增益：ebeLcebebLcbio)1()//(])1([)//(RβrRRβRβriRRiβAvvvB确定模型参数已知，求rbe)mA()mV(26)1(200EQbeIrC增益（可作为公式用）（2）放大电路指标分析③输入电阻则输入电阻放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻（2）放大电路指标分析])1([ebebiRβrivb2ib1iei)1(RRRriiivvvbebibRb2b1eiii11)1(11RRRβriRbev])1([||||ebeb2b1RβrRR④输出电阻求输出电阻的等效电路•网络内独立源置零•负载开路•输出端口加测试电压（2）放大电路指标分析输出电阻oco//RRR0)()(ecbsbebRiiRri0)()(ebccebctRiiriβiv其中b2b1ss////RRRR则)1(esbeecectoRRrRβriRv当coRR时，coRR一般cceoRrR（）固定偏流放大电路静态：bBEQCCBQRVVIBQCQIβIcCQCCCEQRIVVCCb2b1b2BQVRRRVeBEQBEQCQRVVII)(ecCQCCCEQRRIVVCQBQII(3)固定偏流电路与射极偏置电路的比较射极偏置放大电路电压增益：beLc)//(rRRAVebeLc)1()//(RrRRAV输入电阻：bebi//rRivRiiebeb2b1i)1(////RrRRR输出电阻：Ro=RccoRR#射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性，又可以使其具有与固定偏流电路相同的动态指标？动态：ibicivivo改进1ibicibβibvivobcebeLc)//(rRRAVbebi//rRivRii+–+VCCC2+C1Ce+RcRe2RLvoTRb1+Re1Rb2+–vie1beLc)1()//(RrRRAve1beb2b1i)1(////RrRRR改进2vivobceibicieβib12.含有双电源的射极偏置电路（1）阻容耦合静态工作点0)()(EEEQe2e1BEQBQbVIRRVIRCQEQII)()(e2e1EQcCQEECCCEQRRIRIVVVBQCQIIIBQ2.含有双电源的射极偏置电路（2）直接耦合考虑RL对静态工作点的影响3.含有恒流源的射极偏置电路静态工作点由恒流源提供分析该电路的Q点及、、vAiRoR4.5共集电极放大电路和共基极放大电路4.5.1共集电极放大电路4.5.2共基极放大电路4.5.3放大电路三种组态的比较4.5.1共集电极放大电路1.静态分析共集电极电路结构如图示该电路也称为射极输出器ebBEQCCBQ)1(RβRVVIeCQCCeEQCCCEQRIVRIVVBQCQIβIeEQBEQbBQCCRIVRIVBQEQ)1(IβI由得直流通路①小信号等效电路4.5.1共集电极放大电路2.动态分析4.5.1共集电极放大电路2.动态分析②电压增益输出回路：输入回路：Lbbebi)1(Rβiriv电压增益：1)1()1(])1([)1(LbeLLbeLLbebLbioRβrRβRrRRβriRβiAvvv其中LeL//RRRLbo)1(Rβiv一般beLrR，则电压增益接近于1，同相与iovv电压跟随器1vA即。4.5.1共集电极放大电路2.动态分析③输入电阻当1，beLrR时，Lbi//RRR输入电阻大]')1([||')1(LbLibiiiiiRβrRRβrRiRbebevvvv④输出电阻由电路列出方程eetRiii)(sbebtRriveteRiRv其中bss//RRR则输出电阻βrRRiR1//besettov当1beserRR，1时，besorRR输出电阻小4.5.1共集电极放大电路2.动态分析βrRRR1//beseo共集电极电路特点：同相与iovv◆电压增益小于1但接近于1，◆输入电阻大，对电压信号源衰减小◆输出电阻小，带负载能力强])1(//[LbebiRβrRR1vA。4.5.1共集电极放大电路动画演示4.5.2共基极放大电路1.静态工作点直流通路与射极偏置电路相同CCb2b1b2BQVRRRVeBEQBQEQCQRVVII)(ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVVβIICQBQ2.动态指标①电压增益输出回路：输入回路：电压增益：LcL//RRR交流通路小信号等效电路Lbo'RβivbebirivbeLio'rβRAvvv②输入电阻③输出电阻coRR2.动态指标小信号等效电路beeeiβiiiiRR)1(ieeRiR/ivbebri/ivbeieiiiii)1(/rβRiRvvvvβrR1||bee4.5.3放大电路三种组态的比较3.三种组态的特点及用途共射极放大电路：电压和电流增益都大于1，输入电阻在三种组态中居中，输出电阻与集电极电阻有很大关系。适用于低频情况下，作多级放大电路的中间级。共集电极放大电路：只有电流放大作用，没有电压放大，有电压跟随作用。在三种组态中，输入电阻最高，输出电阻最小，频率特性好。可用于输入级、输出级或缓冲级。共基极放大电路：只有电压放大作用，没有电流放大，有电流跟随作用，输入电阻小，输出电阻与集电极电阻有关。高频特性较好，常用于高频或宽频带低输入阻抗的场合，模拟集成电路中亦兼有电位移动的功能。4.5.3放大电路三种组态的比较4.6组合放大电路4.6.1共射—共基放大电路4.6.2共集—共集放大电路组合电路分析基本原则：组合放大电路总的电压增益等于组成它的各级单管放大电路电压增益的乘积。前一级的输出电压是后一级的输入电压，后一级的输入电阻是前一级的负载电阻RL。4.6.1共射—共基放大电路共射－共基放大电路4.6.1共射—共基放大电路21o1oio1iovvvvvvvvvAAA)1(2be1be21be1L11βrrβrRβAvbe2Lc22be2L222)||('rRRβrRβAv其中be2Lc22be12be21)||()1(rRRβrβrβAv所以12β因为be1Lc21)||(rRRβAv因此组合放大电路总的电压增益等于组成它的各级单管放大电路电压增益的乘积。前一级的输出电压是后一级的输入电压，后一级的输入电阻是前一级的负载电阻RL。电压增益2be2L1βrR4.6.1共射—共基放大电路输入电阻Ri＝iiiv＝Rb||rbe1＝Rb1||Rb2||rbe1输出电阻RoRc2T1、T2构成复合管，可等效为一个NPN管(a)原理图(b)交流通路4.6.2共集—共集放大电路4.6.2共集—共集放大电路1.复合管的主要特性两只NPN型BJT组成的复合管rbe＝rbe1＋(1＋1)rbe2PNP4.6.2共集—共集放大电路1.复合管的主要特性PNP与NPN型BJT组成的复合管NPN与PNP型BJT组成的复合管rbe＝rbe14.6.2共集—共集放大电路2.共集共集放大电路的Av、Ri、RoiovvvALbeL'1'1RβrRβ1||||bebseorRRRR式中≈12rbe＝rbe1＋(1＋1)rbe2RL＝Re||RLRi＝Rb||[rbe＋(1＋)RL]P1904.4.3，4.4.4，4.4.5作业