2022-2023学年高二物理竞赛课件：三极管的小信号电路模型

三极管的小信号电路模型 三极管的小信号电路模型 三极管在小信号(微变量)情况下，可以在静态工作点附近用直线段近似地代替三极管的特性曲线， ic uce ube ib 在小信号下 ib ube ib 0 ID UBE Q ube rbe=300+(1+β) 26(mv) IE(mA) rbe称三极管的输入电阻 rbe=ube/ib rbe的几何意义 课堂讨论题：下面各电路能否放大交流电压信号？ 图(a)中，没有设置静 态偏置，即IB=0，不能放大。 图(b)中，有静态偏置, 但ui被EB短路，不能引起iB的变化，所以不能放大。 uo VCC RC C1 C2 T RL ui (a) + + + RB VCC RC C1 C2 T RL uo ui EB (b) + + + 图(c)中，有静态偏置, 有变化的iB和iC, 但因 没有RC ，不能把集电 极电流的变化转化为 电压的变化送到输出 端,即uo=0,所以不能放 大交流电压信号。 +VCC C2 T RL uo ui RB (c) C1 + + ic=  ib 从输出端看 ic uce ube ib ube rbe e ib ib ic uce b c 三极管的微变等效电路只能用来分析放大电路变化量之间的关系 交流通路 微变等效电路 T ui uo RC RB ib ic RS us +  RL B C E rbe E Uo • Ib • Ib •  Ic • Ui • Us • RC RL RB RS +  B C 利用放大电路的低频小信号等效模型（微变等效电路）分析其动态参数的方法，称微变等效电路法。 电路结构 射极旁路电容 二、工作点稳定原理 温度  IC  IEUEUBEIB IC 该电路稳定工作点的条件： 1. I1I2>>IB， 2. UB>>UBE +VCC RC C1 C2 T RL RB2 RE CE + + RB1 uo RS us +  + ui I1 I2 IB B C E 引入RE稳定了工作点，但Au ，如何解决？ UB = VCC RB2 RB1+ RB2 静态分析 直流通路 B RC IC UCE RB1 IB +VCC IE I1 I2 RB2 RE UBE IC IE= UBUBE RE  UB RE IC IB=  UCE= VCC IC(RC+RE) UB = VCC RB2 RB1+ RB2 动态分析 rbe E Uo • Ib • Ib •  Ui • Us • RC RL RB2 RS +  B C RB1 +VCC RC C1 C2 T RL RB2 RE CE + + RB1 uo RS us +  + ui I1 I2 IB B C E 电压放大倍数 rbe E Uo • Ib • Ib •  Ui • Us • RC RL RB2 RS +  B C RB1 Au • = Uo • Ui • (RC//RL) Ib • – rbe = Ib • = – (RC//RL) rbe = – RL rbe 若考虑RE的影响，即去掉电容CE Ie • RE Au • = Uo • Ui • rbe+(1+)RE （RC//RL) = Ib • – Ib • Ib • = – RL rbe+(1+ )RE 由上分析可见，引入RE使Au，因此在RE两端要并联旁路电容CE。 输入电阻 rbe E Uo • Ib • Ib •  Ui • Us • RC RL RB2 RS +  B C RB1 Ie • RE ri Ii • 不考虑RE的影响： RB1//RB2//rbe = Ii ri= Ui 考虑RE的影响： = ri= Ui Ui Ui RB1//RB2 + Ii Ui rbe+(1+  )RE =RB//[rbe+(1+ )RE] 由此可见，引入RE使ri。 (RB=RB1//RB2) 输出电阻 不考虑RE的影响： ro= Uo Io US=0 RL= RC rbe E Uo • Ib • Ib •  Ui • Us • RC RL RB2 RS +  B C RB1 Ie • RE ro Io • 考虑RE的影响： ro= Uo Io US=0 RL= =RC $