晶體管電路的復(fù)雜性在于晶體管輸入、輸出特性的非線性。在分析輸入和輸出信號關(guān)系時,如果能在一定條件下,將晶體管的特性線性化,即用線性電路元件來描述非線性特性,建立電路模型,就可以應(yīng)用線性電路的分析方法來分析晶體管電路了。
晶體管可以用雙口網(wǎng)絡(luò)形式表示,如1(a)所示。首先研究一下在小信號作用下晶體管的輸入、輸出特性。
1(a) 雙口網(wǎng)絡(luò)
1(b) 輸入特性
1(c) 輸出特性
1、輸入端口的微變等效電路
當(dāng)信號很小時,輸入特性在小范圍內(nèi)近似線性。對輸入的小交流信號而言,晶體管b、e間相當(dāng)于電阻rbe。如圖1(b)所示。可以用rbe來表示輸入電壓δube與輸入電流δib的關(guān)系,即
(1)
對于低頻小功率管,線性電阻rbe可寫成
(2)
rbb'為基區(qū)體電阻;ut為溫度電壓電量,一般ut=26mv。
對于小功率三極管:
(3)
式有ieq的值是由放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)確定的。因此rbe是與靜態(tài)工作點(diǎn)有關(guān)的。
2、輸出端口的微變等效電路
從圖1(c)所示的輸出特性曲線上看,假定q點(diǎn)附近的特性曲線基本上是水平的,表明晶體管集電極電流變化量δic與管壓降δuce無關(guān),只取決于δib的大小。因此,晶體管在線性工作范圍內(nèi)具有恒流源的性質(zhì),受控電流源大小為δic=βδib,可以近似認(rèn)為晶體管的輸出端口的輸出電阻rce=∞,在小信號工作范圍內(nèi)可以做開路處理。則晶體管輸出端口可簡化為一受控恒流源。
綜上所述,工作在放大區(qū)的晶體管在q點(diǎn)附近等效電路如圖2所示。輸入回路用動態(tài)電阻rbe等效,忽略uce對ic的影響,輸出回路用受控電源流用δic=βδib等效。
2(a) 品體管雙口網(wǎng)絡(luò)
2(b) 品體管微變等效電路
需要指出的是,晶體管的微變等效電路只能用來分析動態(tài),計(jì)算放大電路的動態(tài)參數(shù),不能用于靜態(tài)參數(shù)的求解;等效電路中的電壓和電流方向均為參考方向,受控電流源δic=βδib的方向由的參考方向確定,不能隨意假定。