北京大学：《电路分析原理 Circuit Analysis》课程教学资源（教案讲义）第九章 晶体管放大电路 第一节 小信号模型分析方法；BJT放大电路

体管(B和FET) 非线性电路的 BJT 第三讲 的式其 《电路分析原理》 典型的三嫩非线性元件 有多种指标、结构、类型》多种应用 2009.12.22 本课程中介绍其放大电路÷哉性放大 第9章 主亮是工作于线性区:小信号放大→小信号模型 小信号模型 典型示例之静态(直流) +&V(t) le=Ico +ALe(t) I=I+▲I(t) 数学本质:对电路各处V、I进行勒展开 先考虑B厂T接入直流电路→直流简化 ≯零阶:宜流通齋模型→宣流分析 备节点支略的VI票为静态工作点 其它阶:交流通路柳型→交流分析 计算方法:根据T特性和外部电路 仅一阶:动态小情号镇型绕性系统分析 需考虑BT的非能性特性→有些筒化估算的方法 典型示例之动态(变化量) 典型示例之小信号线性等效电路 Ve=Voo Av( Arty g v=v:。+&vε(t Ve=+6Vs(t) I,"Iag+ 41(0)] L=+D划《 Sinon IEE IEo Ale(t) a ie +syno j 施加微小扰动交流小信号)作为激励 若信号足够小:非线性的高阶部分可忽略 各处I、V轻变动→交流小信号响应 p电路系统可采用一阶微分量来分析 若只考虚变化信号之间的关系 》非能性需件仅保留一阶部分:无零阶和高阶部分 电席转化为变通→直流部分均不计 电路转变为“小号绿性动态等效电路

第三讲 晶体管（BJT 和 FET） IC VCE BJT 小信号模型 sinωt 典型示例 之 静态 （直流） 2.7V 2V 6V 10V 1mA 10μA 1mA 27K 73K 2K 4K IE= IC= IB= VE= VC= VB= + ΔVB(t) + ΔVC(t) + ΔVE(t) + ΔIB(t) + ΔIC(t) + ΔIE(t) VBQ VCQ IBQ ICQ IEQ VEQ 0V 0A 0V 0V 0V 0A 0A 10V 2.7V 2V 6V sinωt 典型示例 之 动态（变化量） IE= IC= IB= VE= VC= VB= + ΔVB(t) + ΔVC(t) + ΔVE(t) + ΔIB(t) + ΔIC(t) + ΔIE(t) VBQ VCQ IBQ ICQ IEQ VEQ 典型示例 之 小信号线性等效电路 0V 0A 0V 0V 0V 0A 0A VS(t) IE= IC= IB= VE= VC= VB= + ΔVB(t) + ΔVC(t) + ΔVE(t) + ΔIB(t) + ΔIC(t) + ΔIE(t) + A VS(t) + B VS(t) + C VS(t) + D VS(t) + E VS(t) + F VS(t)

独立源叠加原理vs小信号模型分析法 应用小信号模型分析电路的过程 H的 相同点:拆分为多个激励多个响应少总购应为和 三个步暴 不同;前提:线性无源网络v非线性〔可含源) 卜直流分析:计算諺态工作点,判断是否在线性区 不同:拆分任拆分方式w方式唯一①流+交 动态等效:计算微分横型参数,画出动态等效电路 不同:计算:元件模型不变v直迹时摸型不同 代入计算:用小信号模型代入,完成讨算 (1)直流分析:简化 (1)直流分析:估算 上业 第一步:简化 估算要顓一般情况下: 电客→斷路:电短路;交流源→量零 Lor 0: 示例估算静态工作点 直流源不变1非能性元件不变 流电源为 所有电阻为1K 篤二步:计算—估算、作图 有时候要借助于β (2)动态等效:确定交流通路 (3)代入计算:模型及其参数 B的π形模型 BJT的T形模型 直流理想漂:电路中所有直流量为零 将合适的等效电路代入,井用任意方法求解 电容和电感:较大数值的近似短路/断路 注意物效电路中各元件的数量级→简化估算 交流信号源:不变 Dt,b-数百暾-「b=26/1百歌 非线性元件:小信号时仅取一阶线性模型 中[a,-百K-=26/-数十歌

独立源叠加原理 vs 小信号模型分析法 V直流 应用小信号模型分析电路的 过程 VCC VCC VCC （1）直流分析：简化 VCC （1）直流分析：估算 VCC VCC 示例估算静态工作点。 假设： 直流电源为 10V 所有电阻为 1KΩ 示例估算静态工作点。 假设： 直流电源为 10V 所有电阻为 1KΩ （2）动态等效：确定交流通路 VCC VCC （3）代入计算：模型及其参数 VCC B C E rb’e rce βIb rbb’ B C E βIb re rb rc

(3)代入计算:增益 (3)代入计算:R,R 电压增益〔电流导/阻);几种定义 放大相图倍号源,放大僧,负就 电路完全确定时:As=AV 输入阻抗R1放大器输入端等效负就 信源内阻不确定:A=△vF/△vB 输出阻抗R。放大髒输出端等效信号源内阻 负内阻不确定 Av/△vARL 计算方法虚拟响应/微励:等效变换 (3)代入计算:R,R0 估算民民常用的计算力法 求R若假设输入端施加电流Δ 从B端向里看:+1+支路阻抗 输入端电压ALux[++R+9I 端向里看:+(支路阻抗》(1+) =+『 C端向里看:阻抗很大 求R:受控源断路→R。R 意:与“信号源从哪里激励”无关! 巨种组态的概念 BT的工作过程:V或项控制 共发射极 共毕电极 共橙 TTlamIks② 三个端组成两个端口:需共用一个端 关于晶体管的组态 共发射概CE:僧号从基极入,集电极出 不能识别组态并不影响对电路功能性能的分析 共集电极CC:信号从基极入,发射极出 熟活组态可以快遗定性分析电路,然后 共基极CB:信号从发射极入,集电极出 利用常用公式,可以快速得A、R、R的結论

（3）代入计算：增益 VCC A B C D E F ΔVA ΔVB =ΔVC =ΔVDΔVE =ΔVF VS V B A A A V V D D = S i V Ri r R = A + ( ) ( ) F R V L S V F RL A A V V D D ¥ ¥ = = L O V L R R A R = ¥ + A B F RL rs Ri Ro （3）代入计算：Ri ，RO s in out A VS V B A A A V V D D = ( ) ( ) F R V L S V F RL A A V V D D ¥ ¥ = = s in out R’i Ro rb re βIb Re Rc RL rs Rb1 Rb2 （3）代入计算：Ri ，RO rc VCC 与BJT 参数 无关! ΔIin 估算 Ri ，Ro：常用的计算方法 rb re βIb Re Rc RL rs Rb1 Rb2 VV CC V CCCC 三种组态 的 概念 ☺