微變等效電路法僅用于對(duì)放大電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,不能計(jì)算直流靜態(tài)工作點(diǎn)。
微變等效電路的實(shí)質(zhì)是將由非線性元件三極管組成的交流放大電路等效成一個(gè)線性元件進(jìn)行分析。
1.輸入回路的微變等效電路
從晶體管的輸入特性曲線可見,共射極接法的晶體管的輸入回路可用管子的輸入電阻 來等效代替。其輸入回路的等效電路如圖(b)左半部所示。
工作中rbe用下式估算:
ie是發(fā)射極靜態(tài)電流,單位為ma。
從晶體管的輸出特性曲線可見。晶體管輸出回路可以等效為一個(gè)受控的恒流源,如圖(b)右半部分所示。
一、放大電路的微變等效電路
畫放大電路的微變等效電路的步驟是:
(1)畫出晶體管的微變等效電路,標(biāo)定基極b、集電極c、發(fā)射極e和公共地的位置。
(2)將直流電源ucc及所有的電容短路(將放大電路轉(zhuǎn)換成交流通路),再將其它元件對(duì)號(hào)入座。
二、放大器的性能分析
畫出微變等效電路以后,就可以用求解線性電路的方法計(jì)算放大器的主要性能指標(biāo),包括電壓放大倍數(shù) 、輸入電阻ri和 輸出電阻ro 。
1.電壓放大倍數(shù)
當(dāng)放大電路的輸出端開路時(shí),
2.輸入電阻 ri
放大電路對(duì)信號(hào)源來說是一個(gè)負(fù)載,可以用一個(gè)電阻等效代替,這個(gè)電阻既是信號(hào)源的負(fù)載,又是放大電路的輸入電阻。輸入電阻定義為放大電路的輸入電壓與輸入電流之比值,即
通常要求放大器的輸入電阻高一些, ri愈大,放大電路從信號(hào)源吸取的電流愈小,減輕信號(hào)源的負(fù)擔(dān)。
3.放大電路的輸出電阻ro
對(duì)負(fù)載(或后一級(jí)放大電路)來說,放大電路相當(dāng)于一個(gè)具有內(nèi)阻ro 和uo'恒壓源的信號(hào)源,這個(gè)等效電源的內(nèi)阻ro 就是放大電路的輸出電阻。
ro越小,負(fù)載變化時(shí),輸出電壓的變化也越小,說明放大電路帶負(fù)載能力越強(qiáng)。
放大電路的輸出電阻ro ,定義為
【例1】 在圖(a)所示電路中,若晶體管為3dg100,已知在工作點(diǎn)處β=40 ,設(shè)ube =0.7v。
(1)計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn);
(2)求rbe ;
(3)計(jì)算電壓放大倍數(shù) ;
(4)若 ce 開路,再計(jì)算電壓放大倍數(shù) ;
(5) ce未斷開時(shí),求放大電路的輸入電阻 ri、輸出電阻 ro。/
解:(1)確定靜態(tài)工作點(diǎn)。
(2)求 rbe 。
(3)求 。
畫出微變等效電路如圖(b)。
(4)當(dāng)ce開路時(shí),微變等效電路如圖(c)。
可見,在ce 開路時(shí),電路的放大能力大大減小,因而在分壓式靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路中,通常需加旁路電容ce。
(5)由上圖的圖(b)微變等效電路得
【例2】共發(fā)射極基本放大電路如圖所示,已知ucc=12v ,rc =3kω,rl=3kω,ra=24kω晶體管的β=40 。
(1)估算靜態(tài)值ia 、ic 和uce ;
(2)求出 a u、ri 、r0 。
解:(1)確定靜態(tài)工作點(diǎn)
(2)放大倍數(shù)