, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
复习
1,直流通路和交流通路的作用
2,图解法(注意:直流负载线和交流负载线)
2.3.3等效电路法
目的,将非线性的晶体管线性化,以便于分析和计算。
一、晶体管的直流模型及静态工作点的估算法
将 b- e间等效为直流恒压源,将 c- e间等效为受控电流源。
思考 画出 PNP管的直流模型。
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
估算静态工作点的步骤
( 1)画出直流通路;
( 2)根据晶体管的直流模型标出
晶体管各极电流和极间电压的参考方
向; ( 3)根据电路定律列方程;
( 4)解方程,求出静态工作点
( IBQ,UBEQ和 ICQ,UCEQ)。
例如,求阻容耦合单管放大电路的静态
工作点。
-
+
+
- UBEQ
IBQ
ICQ
UCEQ
【 解 】 由直流通路可求出静态工作点
cRIVU
II
R
UV
I
CQCCC E Q
BQCQ
b
B E QCC
BQ
??
?
?
?
?
2,静态工作点的估算法
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
二、晶体管共射 h参数等效模型
适用场合:动态小信号。
1,h参数等效模型的由来
将晶体管视为双口网络
则网络的端电压和电流关系
即晶体管的输入特性和输出特性
于是,有
),( CEBBE uifu ?
),( CEBC uifi ?
低频小信号
CE
CE
BE
B
B
BE
BE ddd BCE uu
ui
i
uu
IU ?
??
?
??
CE
CE
C
B
B
C
C ddd BCE uu
ii
i
ii
IU ?
??
?
??
令
CE
B
BE
11 Ue i
uh
?
??
B
CE
BE
12 Ie u
uh
?
??
CE
B
C
21 Ue i
ih
?
??
B
CE
C
22 Ie u
ih
?
??
注意 直流模型的使用条件,放大状态
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
h参数方程
ce1 2 eb1 1 ebe UhIhU ??? ??
ce2 2 eb2 1 ec UhIhI ??? ??
h参数等效模型如图所示
思考
试画出 PNP型管的 h参数等效模型
2,h参数的物理意义
( 1) h11e,
be
B
BE
B
BE
11 ri
u
i
uh
e ??
??
?
??
动态
电阻
Q h11e
小信号作用时,
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
( 2) h12e,
CE
BE
CE
BE
12 u
u
u
uh
e ?
??
?
??
内反馈系数
当 uCE≥1V时,2
1 2 e 10 ??h
( 3) h21e
小信号时,
????????
B
C
B
C
21 i
i
i
ih
e
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
( 4) h22e
S10 5
CE
C22e ??
?
??
u
ih
22e
ce
1
hr ?
动态电阻
3,简化的 h参数等效模型
若不计 h12e和 h22e,则简化的 h参数
等效电路如图所示
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
4,rbe的近似表达式
晶体管的结构示意图如图所示
晶体管输入回路的等效电路,如
图所示
可以得出
EQ
eb I
Ur T?
??
b
ebe
bb
b
ebbb
b
be
be I
rIr
I
UU
I
Ur ??
?
??? ?????
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
故有
EQ
bbbe )1( I
Urr T????
? 或
CQ
bbbe I
Urr T???
?
常温下
( T=300K)
UT=26mV
mA
说明
① Q IEQ(ICQ) rbe
② 晶体管 h参数等效模型只适用于低频小信号场合;
③ 交流等效电路法(或称微变等效电路法)。
三、共射放大电路动态参数的分析
动态参数 )、、(
oiu RRA?
用交流等效电路法解题的步骤,
( 1)画出交流通路;
( 2)用 h参数等效电路取代晶体管;
( 3)求解动态参数。
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
1,电压放大倍数
uA?
)( bebbi rRIU ?? ?? cbCco RIRIU ??? ?????,
故
beb
c
i
o
u rR
R
U
UA
????
?
?
??
2,输入电阻 Ri
bi II ?? )( bebbi rRIU ??,
beb
i
i
i rRI
UR ????
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
3.输出电阻 Ro
图( a)所示的戴维宁
等效电路如图( b)所示 ( a)
故有
Ro= Rc
说明
( 1) Ro的求法
① 除(独立)源法
0
o
o
o s ?? UI
UR
?
② 开路电压和短路电流法
s
o
o I
UR ?本例中,令,则
0i ?U? 00 cb ?? II ??,故
c
co
o
0
o
o
o /i RRU
U
I
UR
U ??? ??
( 2)交流等效电路法只能用于求解动态参数,
不能用来求静态工作点;
( 3)只有 Q点合适才能进行动态分析。
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
IBQ +
+
- -
UCEQ
ICQ
UBEQ
【 例 2.3.2】 已知 VBB=1V,Rb=24kΩ,
VCC=12V,Rc=5.1k Ω, rbb′=100k Ω, β
= 100,UBEQ=0.7V。求( 1) Q;
( 2), Ri和 Ro。
uA? 【 解 】 ( 1)直流通路和各极电流
和各极电压间电压的方向如图所示。
则
A5.12
b
BEQBB
BQ μR
UVI ???
mA25.1BQCQ ?? II ?
V63.5cCQCCC E Q ??? RIVU
( 2)
k Ω2.2)
25.1
26
100100(
CQ
bbbe
????
?? ?
I
U
rr T?
根据公式可求出, Ri和 Ro。 (计算过程从略)
uA?
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
【 例 2.3.3】 已知 Rb=510kΩ,VCC=12V,Rc=3k Ω, rbb′=150k
Ω, β= 80,UBEQ=0.7V,RL= 3k Ω 。求:( 1),
Ri和 Ro。( 2)若所加信号源内阻 Rs=2 k Ω,求?
s
o
us ?? U
UA
?
??
uA?
)//( LcL
be
L
i
o
u RRRr
R
U
UA ????? ?
?
??
bebebi // rrRR ?? co RR ?
注意 放大电路的 Ri与信号源内阻无关; Ro与负载无关。
u
is
i
i
o
s
i
s
o
us ARR
R
U
U
U
U
U
UA ?
?
?
?
?
?
??
??????
( 2)
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
小结
作业
P131 2.7 2.10 2.12
复习
1,直流通路和交流通路的作用
2,图解法(注意:直流负载线和交流负载线)
2.3.3等效电路法
目的,将非线性的晶体管线性化,以便于分析和计算。
一、晶体管的直流模型及静态工作点的估算法
将 b- e间等效为直流恒压源,将 c- e间等效为受控电流源。
思考 画出 PNP管的直流模型。
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
估算静态工作点的步骤
( 1)画出直流通路;
( 2)根据晶体管的直流模型标出
晶体管各极电流和极间电压的参考方
向; ( 3)根据电路定律列方程;
( 4)解方程,求出静态工作点
( IBQ,UBEQ和 ICQ,UCEQ)。
例如,求阻容耦合单管放大电路的静态
工作点。
-
+
+
- UBEQ
IBQ
ICQ
UCEQ
【 解 】 由直流通路可求出静态工作点
cRIVU
II
R
UV
I
CQCCC E Q
BQCQ
b
B E QCC
BQ
??
?
?
?
?
2,静态工作点的估算法
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
二、晶体管共射 h参数等效模型
适用场合:动态小信号。
1,h参数等效模型的由来
将晶体管视为双口网络
则网络的端电压和电流关系
即晶体管的输入特性和输出特性
于是,有
),( CEBBE uifu ?
),( CEBC uifi ?
低频小信号
CE
CE
BE
B
B
BE
BE ddd BCE uu
ui
i
uu
IU ?
??
?
??
CE
CE
C
B
B
C
C ddd BCE uu
ii
i
ii
IU ?
??
?
??
令
CE
B
BE
11 Ue i
uh
?
??
B
CE
BE
12 Ie u
uh
?
??
CE
B
C
21 Ue i
ih
?
??
B
CE
C
22 Ie u
ih
?
??
注意 直流模型的使用条件,放大状态
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
h参数方程
ce1 2 eb1 1 ebe UhIhU ??? ??
ce2 2 eb2 1 ec UhIhI ??? ??
h参数等效模型如图所示
思考
试画出 PNP型管的 h参数等效模型
2,h参数的物理意义
( 1) h11e,
be
B
BE
B
BE
11 ri
u
i
uh
e ??
??
?
??
动态
电阻
Q h11e
小信号作用时,
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
( 2) h12e,
CE
BE
CE
BE
12 u
u
u
uh
e ?
??
?
??
内反馈系数
当 uCE≥1V时,2
1 2 e 10 ??h
( 3) h21e
小信号时,
????????
B
C
B
C
21 i
i
i
ih
e
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
( 4) h22e
S10 5
CE
C22e ??
?
??
u
ih
22e
ce
1
hr ?
动态电阻
3,简化的 h参数等效模型
若不计 h12e和 h22e,则简化的 h参数
等效电路如图所示
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
4,rbe的近似表达式
晶体管的结构示意图如图所示
晶体管输入回路的等效电路,如
图所示
可以得出
EQ
eb I
Ur T?
??
b
ebe
bb
b
ebbb
b
be
be I
rIr
I
UU
I
Ur ??
?
??? ?????
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
故有
EQ
bbbe )1( I
Urr T????
? 或
CQ
bbbe I
Urr T???
?
常温下
( T=300K)
UT=26mV
mA
说明
① Q IEQ(ICQ) rbe
② 晶体管 h参数等效模型只适用于低频小信号场合;
③ 交流等效电路法(或称微变等效电路法)。
三、共射放大电路动态参数的分析
动态参数 )、、(
oiu RRA?
用交流等效电路法解题的步骤,
( 1)画出交流通路;
( 2)用 h参数等效电路取代晶体管;
( 3)求解动态参数。
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
1,电压放大倍数
uA?
)( bebbi rRIU ?? ?? cbCco RIRIU ??? ?????,
故
beb
c
i
o
u rR
R
U
UA
????
?
?
??
2,输入电阻 Ri
bi II ?? )( bebbi rRIU ??,
beb
i
i
i rRI
UR ????
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
3.输出电阻 Ro
图( a)所示的戴维宁
等效电路如图( b)所示 ( a)
故有
Ro= Rc
说明
( 1) Ro的求法
① 除(独立)源法
0
o
o
o s ?? UI
UR
?
② 开路电压和短路电流法
s
o
o I
UR ?本例中,令,则
0i ?U? 00 cb ?? II ??,故
c
co
o
0
o
o
o /i RRU
U
I
UR
U ??? ??
( 2)交流等效电路法只能用于求解动态参数,
不能用来求静态工作点;
( 3)只有 Q点合适才能进行动态分析。
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
IBQ +
+
- -
UCEQ
ICQ
UBEQ
【 例 2.3.2】 已知 VBB=1V,Rb=24kΩ,
VCC=12V,Rc=5.1k Ω, rbb′=100k Ω, β
= 100,UBEQ=0.7V。求( 1) Q;
( 2), Ri和 Ro。
uA? 【 解 】 ( 1)直流通路和各极电流
和各极电压间电压的方向如图所示。
则
A5.12
b
BEQBB
BQ μR
UVI ???
mA25.1BQCQ ?? II ?
V63.5cCQCCC E Q ??? RIVU
( 2)
k Ω2.2)
25.1
26
100100(
CQ
bbbe
????
?? ?
I
U
rr T?
根据公式可求出, Ri和 Ro。 (计算过程从略)
uA?
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
【 例 2.3.3】 已知 Rb=510kΩ,VCC=12V,Rc=3k Ω, rbb′=150k
Ω, β= 80,UBEQ=0.7V,RL= 3k Ω 。求:( 1),
Ri和 Ro。( 2)若所加信号源内阻 Rs=2 k Ω,求?
s
o
us ?? U
UA
?
??
uA?
)//( LcL
be
L
i
o
u RRRr
R
U
UA ????? ?
?
??
bebebi // rrRR ?? co RR ?
注意 放大电路的 Ri与信号源内阻无关; Ro与负载无关。
u
is
i
i
o
s
i
s
o
us ARR
R
U
U
U
U
U
UA ?
?
?
?
?
?
??
??????
( 2)
, 低频电子线路, 多媒体课件 电子信息研究室
小结
作业
P131 2.7 2.10 2.12