2022-2023学年高二物理竞赛课件：等效电路法

等效电路法 2 等效电路法 一、晶体管的直流模型及静态工作点的估算法 二、晶体管共射h参数等效模型 三、共射放大电路动态参数的分析 在一定条件下，将晶体管以它的线性电路等效模型来代替，用电路分析的方法来进行分析计算。 3 VBB Rb Rc Vcc U I T + _ + _ uo Q2 uCE/V iC/mA 0 1 2 3 4 0.7 2 4 6 8 10 12 Q4 Q3 Q1 IB=10µA 20µA 30µA 40µA （2）当电路的静态工作点分别为Q1～Q4 时，哪种情况下最易产生截止失真？哪种情况下最易产生饱和失真？哪种情况下最大不失真输出电压Uom最大？其值约为多少？ （3）电路的静态工作点为Q4时，集电极电源VCC的值为多少？集电极电阻Rc为多少千欧？ 4 （１）因为Q2与Q1都在一条输出特性上，所以基极静态电流IBQ相同，说明Rb、VBB均没变；Q2与Q1不在同一条负载线上，说明Rc变化了，由于负载线变陡，所以静态工作点从Q1移到Q2的原因是Rc减小。 因为Q3与Q2都同在一条负载线上，所以Rc没变；而Q3与Q2不在同一条输出特性曲线上，说明Rb、VBB产生变化；从图上可知Q3的IBQ(20A)大于Q2的IBQ(10A)，因此从Q2移到Q3的原因是Rb减小或VBB增大，当然也可能兼而有之。 因为Q４与Q３都同在一条输出特性曲线上，所以输入回路参数没有变化；而Q４所在负载线平行于Q３所在负载线，说明Rc没变；从负载线与横轴交点可知，从Q３移到Q４的原因是集电极电源VCC增大。 解： 5 　 因为Q4下UCEQ=6V，正居负载线中点，所以其最大不失真电压有效值 （２）从Q点在晶体管的输出特性坐标平面中的位置可知，Q2最靠近截止区，因而最易出现截止失真；Q3最靠近饱和区，因而电路最易出现饱和失真； Q4　距饱和区和截止区最远，所以在Q4下电路的最大不失真电压最大。 （３）根据Q4所在负载线与横轴的交点可知，集电极电源为12V；根据Q4所在负载线与纵轴的交点可知，集电极电阻 　　　　　　　　 Rc=VCC/IC=(12/4)k=3 k 6 一、晶体管的直流模型及静态工作点的估算法 iB 0 uBE (a)输入特性曲线折线化 Uon (b)输出特性曲线折线化 b e + - UBEQ IBQ Uon UCEQ + - e ICQ c O uCE iC IB1 IB3 IB2 b e + - UBEQ IBQ Uon UCEQ + - e ICQ c 7 ★晶体管的直流模型是晶体管在静态时工作在放大状态的模型， 它的使用条件是：UBE>Uon且UCE UBE。若将晶体管的输出特性 理想化，则可认为 。 例：在图示电路中，若已知VCC=12V,Rb=510k,Rc=3k; 晶体管的=100, UBEQ≈0.7V,求静态工作点。 Rc +VCC ui T + - + - uo Rb RL C1 + - + - C2 直流通路 Rb Rc +VCC T b + - UBEQ IBQ Uon UCEQ + - e ICQ c T的直流模型 Rb 直流模型 Rc +VCC b + - UBEQ IBQ Uon UCEQ + - e ICQ c 8 若已知VCC=12V,Rb=510k,Rc=3k; 晶体管的=100, UBEQ≈0.7V,求静态工作点。 Rb 直流模型 Rc +VCC b + - UBEQ IBQ Uon UCEQ + - e ICQ c 9 二、晶体管共射h参数等效模型 在共射接法放大电路中,在低频小信号作用下,将晶体管看成一个线性双口网络,利用网络的h参数来表示输入、输出的电压与电流的相互关系，便可得出等效电路，称为共射h参数等效模型。该模型只能用于放大电路动态小信号参数分析。 10 1、 h参数等效模型的由来 b e c e 输 入 端 口 输 出 端 口 + - uBE iB iC + - uCE iB UCE 0 uBE Q IBQ UBEQ UCE2 UCE1 IB=IBQ Q uCE iC 0 ICQ VCC VCC/RC UCEQ 11 + - + - + - 12 2、h参数的物理意义 iB uCE=UCEQ 0 uBE Q IBQ UBEQ △uBE △iB iB uCE=UCEQ 0 uBE Q IBQ UBEQ △uBE △uCE IBQ Q uCE iC 0 ICQ UCEQ △iC △iB IBQ Q uCE iC 0 ICQ UCEQ △iC △uCE + - + - + - $