放大电路微变等效电路分析法详解

　　一、什么是放大电路？

　　放大电路义称为放大器，它是使用最为广泛的电子电路之一、也是构成其他电子电路的基础单元电路。所谓放大，就是将输人的微弱信号（简称信号，指变化的电压、电流等）放大到所需要的幅度值且与原输入信号变化规律一致的信号，即进行不失真的放大。只有在不失真的情况下放大才有意义。放大电路的本质是能量的控制和转换，根据输入回路和输出回路的公共端不同，放大电路有三种基本形式：共射放大电路、共集放大电路和共基放大电路。

　　放大电路的特点：

　　1、有静态和动态两种工作状态，所以有时往往要画出它的直流通路和交流通路才能进行分析；

　　2、电路往往加有负反馈，这种反馈有时在本级内，有时是从后级反馈到前级，所以在分析这一级时还要能“瞻前顾后”。在弄通每一级的原理之后就可以把整个电路串通起来进行全面综合。

　　二、什么是微变等效电路？

　　微变等效电路是当电路中某一部分用其等效电路代替之后，未被代替的部分电压和电流均不发生变化，也就是说电压和电流不变的部分只是等效部分以外的电路。

　　微变等效电路特点：

　　① 微变等效电路的对象只对变化量。因此，NPN型管和PNP型管的等效电路完全相同。

　　② 微变等效电路是在正确的Q点上得到的，如Q点设置错误，即Q点选在饱和区或截止区时，等效电路无意义。

　　③ 不能用微变等效电路求静态工作点。

　　④ 微变等效电路中的电压和电流全部用交流量的有效值表示，电压和电流的方向按网络的定义方向，不要随意改变。

　　输入回路的微变等效电路

　　从晶体管的输入特性曲线可见，共射极接法的晶体管的输入回路可用管子的输入电阻 来等效代替。其输入回路的等效电路如图（b）左半部所示。

　　工作中rbe用下式估算：

　　IE是发射极静态电流，单位为mA。

　　从晶体管的输出特性曲线可见。晶体管输出回路可以等效为一个受控的恒流源，如图（b）右半部分所示。

　　三、放大电路的微变等效电路

　　画放大电路的微变等效电路的步骤是：

　　（1）画出晶体管的微变等效电路，标定基极B、集电极C、发射极E和公共地的位置。

　　（2）将直流电源UCC及所有的电容短路（将放大电路转换成交流通路），再将其它元件对号入座。

　　四、放大器的性能分析

　　画出微变等效电路以后，就可以用求解线性电路的方法计算放大器的主要性能指标，包括电压放大倍数 、输入电阻ri和 输出电阻ro 。

　　1．电压放大倍数

　　

　　当放大电路的输出端开路时，

　　

　　2．输入电阻 ri

　　放大电路对信号源来说是一个负载，可以用一个电阻等效代替，这个电阻既是信号源的负载，又是放大电路的输入电阻。输入电阻定义为放大电路的输入电压与输入电流之比值，即

　　

　　通常要求放大器的输入电阻高一些， ri愈大，放大电路从信号源吸取的电流愈小，减轻信号源的负担。

　　3．放大电路的输出电阻ro

　　对负载（或后一级放大电路）来说，放大电路相当于一个具有内阻ro 和Uo‘恒压源的信号源，这个等效电源的内阻ro 就是放大电路的输出电阻。

　　ro越小，负载变化时，输出电压的变化也越小，说明放大电路带负载能力越强。

　　放大电路的输出电阻ro ，定义为

　　

　　【例1】 在图（a）所示电路中，若晶体管为3DG100，已知在工作点处β=40 ，设UBE =0.7V。

　　（1）计算静态工作点；

　　（2）求rbe ；

　　（3）计算电压放大倍数 ；

　　（4）若 CE 开路，再计算电压放大倍数 ；

　　（5） CE未断开时，求放大电路的输入电阻 ri、输出电阻 rO。/

　　

　　解：（1）确定静态工作点。

　　

　　（2）求 rbe 。

　　

　　（3）求 。

　　画出微变等效电路如图（b）。

　　

　　（4）当CE开路时，微变等效电路如图（c）。

　　

　　可见，在CE 开路时，电路的放大能力大大减小，因而在分压式静态工作点稳定电路中，通常需加旁路电容CE。

　　（5）由上图的图（b）微变等效电路得

　　

　　【例2】共发射极基本放大电路如图所示，已知UCC=12V ，RC =3KΩ，RL=3KΩ，RA=24KΩ晶体管的β=40 。

　　（1）估算静态值Ia 、Ic 和uce ；

　　（2）求出 A U、ri 、r0 。

　　

　　解：（1）确定静态工作点

　　

　　（2）放大倍数