双极性晶体管的动态分析

描述

既然有静态分析,当然也会伴随着动态分析。静态分析是去掉了放大电路中的交流成分,那么,动态自然是去掉了放大电路中的直流成分。

放大电路

那么,去掉了直流成分,电路变成什么样了哪?看下图∶

放大电路

因为去掉了直流成分,也就是没有了Ucc的存在,原来的点相当于0电位,与原0电位并接,所以,Rb、Rc两个电阻直接就接在了0电位点上了。

两个电容C1和C2在交流电路中相当于短路,自然也就不会出现在电路当中了。

既然是放大电路,就是对交流信号的放大,这个交流信号并不固定,可以是低频,也可以是高频,可以幅值大,也可以幅值小,正弦交流信号只是一种比较理想的形式。

放大,在表现形式上就是输出电压Uo与输入电压Ui的比值,即A=Uo/Ui,需要注意,这里的Uo、Ui都是交流信号的向量形式,并非有效值形式。这个A就是电压放大倍数,书本上叫电压增益。

需要放大的是交流信号,这个交流信号可以是声音,也可以是震动,或其他形式,这些都称之为信号源,用一个电压源与内阻串联的形式等效,如此,信号源就加入了电路当中。

放大电路的输入与输出电压都要以电阻的形式表现出来,所以在输入侧就有输入电阻ri,在输出侧就输出电阻ro,如下图∶

放大电路

从输入侧看去,由分压方程可知∶Ui=Us*ri/ro+ri,可知,ri越大,Ui就越大,这比较反映实际。

在输出侧,Uoc为开路电压,RL为负载电阻,由分压方程可知∶Uo=Uoc*RL/ro+RL,可知,ro越小,Uo就越大,这比较反映实际。

放大倍数A受输入信号频率的影响比较大,而输入信号的频率又是变化的,这必然会使输出电压波形产生畸变,这是我们不愿看到的,所以要像参照输出信号不失真,输入信号的频率必须要在一个合适的频段内,这个频段,就称为通频带。如图:

放大电路

除了以上,还要知道对放大电路的等效分析。在输入端,由二极管伏安特性曲线可知,越过开启电压,直线近似趋于直线,这就可以近似看做是线性电阻,用rbe表示;在输出端,由于满足Ic=βIb,所以,在输出端就可以等效为一个电流受控源。如下图:

放大电路

这就是动态分析下的等效电路,输入电阻为Rb与rbe之间的并联,而输出电阻则为Rc与负载电阻之间的并联。

由以上分析可知:Ui=ib*rbe,Uo=ic*(Rc∥RL),A=Uo/Ui=-β(RL∥Rc)/rbe。

再此需要注意一下,这里的rbe与开头说的输入电阻ri并不相同,rbe是晶体管的等效电阻,而ri才是输入端电阻,ri等于Rb与rbe的并联值,输出电阻则为Rc。

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