2022-2023学年高二物理竞赛课件：放大器的交流等效电路分析法

放大器的交流等效电路分析法 放大器的交流等效电路分析法 交流(或动态)分析： 确定Q点处由输入信号的变化引起各极电压和电流的偏移量，并分析变化量间的大小及相互关系。 小信号下，在不大的变化范围内，Q点处可用直流关系来近似伏安特性曲线，从而将晶体管简化为线性有源器件，得到Q点处的交流小信号等效线性电路。 第五章 基本放大器 一、晶体管交流小信号电路模型 共发射极晶体管 uce ib ＋ － ＋ － ube ic uBE = UBEQ + ube , iB = IBQ + ib iC = ICQ + i c , uCE = UCEQ + uce rbe：ube 对 ib 的控制 gmube ＋ － ube ＋ － uce rbe rce rbc b c e gmube：ube 对ic控制作用 第五章 基本放大器 根据以上分析，可得晶体管的共射极交流等效电路模型为 rce ：集电极输出电阻 rbc：集电极反向传输电阻 uce ib ＋ － ＋ － ube ic uce 的变化引起iC的相应变化，用交流电阻rce等效。即： 特性曲线在工作点处切线斜率的倒数 gmube ＋ － ube ＋ － uce rbe rce rbc b c e 模拟基区调宽效应 的等效参量 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第五章 基本放大器 uce引起的ib变化用交流电阻rbc等效，其值为 厄尔利UA：特性曲线左延长相交于一点A，A相对原点的折合电压，表示基区调宽效应的强弱。 UA越大，调宽效应越弱。 其值很大 一般忽略 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第五章 基本放大器 晶体管的寄生效应分析 晶体管体电阻： rbb’、rcc’、ree’ 基区很薄，rbb’阻值较大，高频管为几十欧姆，低频管为几百欧姆 rcc’和ree’很小，可以忽略不计 Cb’c为集电结电容，由于反偏，故主要为势垒电容。 Cb’e为发射结电容，由于正偏，故主要为扩散电容。 第五章 基本放大器 + - + - rbb’ rb’e Cb’e Cb’c rb’c rce uce ube e b b’ c gmub’e 高频时的混合π型电路模型 + - + - rbb’ rb’e rce Uce Ube e b b’ c gmUb’e 低频时的混合π型电路模型 + - + - rb’e rce Uce Ube e b b’ c gmUb’e 小电流时的压控型电路模型 小电流时的流控型电路模型 + - + - rbe rce Uce Ube e b c βIb Ib Ic 第五章 基本放大器 二、共射极放大器的交流等效电路 交流模型分析放大器的步骤： 第一步，根据直流通路估算直流工作点； 第二步，确定放大器交流通路，用晶体管交流模型替换晶体管得出放大器的交流等效电路； 第三步，交流等效电路计算放大器的各项交流指标。 射极电容CE的作用，使得在交流下，射极接地。 第五章 基本放大器 分析电路的性能指标有： 电压放大倍数 Au=Uo / Ui 电流放大倍数 Ai=Io / Ii 输入电阻 Ri= Ui / Ii 输出电阻 Ro=Uo / Io 源电压放大倍数 Aus=Uo / Us CE交流等效电路 第五章 基本放大器 1、电压放大倍数Au 讨论： 1）Au <0 →U o 与 U i 反相； 2）忽略 rbb’ 3）RL’ ↑，Au↑ ，故 RC、RL尽可能的大， RC受Q点约束。在RL足够大时，用电流源代替RC，可获很高的AU。 第五章 基本放大器 2、电流放大倍数Ai 式中RB=RB1‖RB2。 若满足RB>>rbe , RL<<RC，则: 共射极放大器具有电压和电流放大，故有很高的功率增益。 3、输入电阻 Ri 第五章 基本放大器 4、输出电阻 根据 Ro的定义，在输出端加一电压Uo，并将Us短路时，从输出端看进去的电阻，此时，I b = 0， βI b = 0， 5、源电压放大倍数Aus |Aus| < |Au|。若满足 R i >> R s，则A us≈ A u。 6 .将旁通电容CE开路即发射极接有电阻RE时的情况 第五章 基本放大器 � $