三极管电路的小信号模型分析方法

2.2.3 三极管放大电路及其分析方法一、图解分析法(1)画直流通路，直流图解确定Q点 近似估算求UBEQ,I BQ VBB U BEQ RB

,直流图解确定Q点求ICQ, UCEQ

作输出直流负载线 uCE VCC iC RC

(2)交流图解求三极管的动态电流、电压 输入特性求 iB,输出特性求 iC, uCE, (3)叠加，求三极管总电流、电压 图解法的缺点 : 麻烦、误差大。 (4) 求 Au=uo/ ui 图解法的优点 : 直观、形象，能观察放大的全过程，能求Au, 能分析非线性失真，能求最大输出动态范围。

二、小信号模型分析法(微变等效电路分析法)

工程分析中，通常先用估算法进行静态分析， 再用小信号模型分析法进行动态分析。

小信号模型分析法思路：当信号足够小时，三极管线性工作，因此可用一个具有 相同伏安特性的线性电路来等效，使本来很复杂的非线

性电路的分析简化为线性电路的分析。

1. 三极管的小信号模型(又称H 参数简化小信号模型)

简 化

uBE rbe i B

uCE U CEQ

ube ib

uCE U CEQ

称为三极管的共发射极输入电阻， 为动态电阻

uCE rce i C

iB I BQ

uce ic

iB I BQ

称为三极管的共发射极输出电阻， 为动态电阻。很大。

如何获取三极管小信号模型参数？

rbe r bb

UT UT 26mV (1 ) r bb 200 (1 ) I EQ I BQ I EQ mA

rce

UA I CQ

UA称为厄尔利电压

查手册中h fe

讨论1. 小信号模型能否用于分析Q点？ 2. H 参数简化小信号模型能否用于分析高频电路或大信号电路？ 3. 该小信号模型能否用于分析PNP管电路？

4. 受控源电流源 ib 的流向可否假定？5. 电阻rbe、rce可否用万用表测得？

讨论小结：对小信号模型应注意(1)适用条件：放大区、低频、小信号

(2)参数与Q点有关； 等效电阻是动态电阻。

2. 放大电路的小信号模型分析法步骤：(1)画出放大电路的直流通路，求Q点。 (2)画出放大电路的交流通路，然后用三极管小信号 模型取代交流通路中的三极管，得三极管放大电 路的小信号等效电路。 (3)计算rbe 和放大电路动态电流、电压、性能参数。直流通路：指静态电流的通路，用以确定静点工作点。 画法：将电路中的电容断开，将信号电压源短路但保 留其内阻，其它元器件保留。 交流通路：指动态电流的通路，用以给信号提供传输路径，

利用之可方便分析电路性能。 画法：将电路中的耦合电容、旁路电容和直流电压源看成短路(直流电流源看成开路),其它元器件保留。

例2.2.3 图示硅三极管放大电路中， RS 为信号源内阻， RL 为外 接 负 载 电 阻 ， C1 、 C2 为 隔 直 耦 合 电 容 ， β=100 , us=

10sin t(mV),试求 iB、uBE、iC、uCE 。 (1)画直流通路，估算Q点 解：

UBEQ 0.7V

I CQ I BQ

12 0.7 IBQ mA 0.024mA RB 470 100 0.024mA 2.4mA

VBB U BEQ

U CEQ VCC I EQ RC (12 2.4 2.7)V 5.5V

例2.2.3 解续：(2)画交流通路和小信号等效电路

交流通路

交流电流流通路径

例2.2.3 解续：(2)画交流通路和小信号模型等效电路

交流通路

小信号等效电路

(3)求 rbe

IEQ IBQ ICQ ICQ 2.4mArbe rbb' UT 26 (1 ) 200 (1 100) 1.3k I EQ 2.4

例2.2.3 解续：

(4)求动态量 ube、ib、ic、uce10 sin t 470 1.3 470 1.3 mV 7.2 sin t mV 470 1.3 0.51 470 1.3

ube

RB // rbe us RS RB // rbe

ube 7.2 sin t ib μ A 5.5 sin t μ A rbe 1.3

i c i b 100 5.5 sin t μ A 0.55sin t mA

2.7 3.6 uce ic ( RC // RL ) 0.55 sin t V 0.85 sin t V 2.7 3.6

例2.2.3 解续：

(5)求总量 uBE、iB、iC、uCE

uBE U BEQ ube (0.7 7.2 10 3 sin t ) V

i B I BQ ib (24 5.5 sin t ) μ A iC I CQ ic (2.4 0.55 sin t ) mAuCE U CEQ uce (5.5 0.85 sin t ) V

2.2 复习要点主要要求：1. 掌握三极管直流电路的工程近似分析法，了解三极管电路的图解分析法。 2. 理解三极管放大电路的小信号模型分析法，了解 饱和失真和截止失真现象及其原因、措施。 3. 了解三极管开关电路及其分析。

重点：1. 直流通路、交流通路、放大电路小信号等效电路的画法。 2. 三极管直流电路的工作点估算。

课间休息

2.3 单极型半导体三极管 及其电路分析场效应管概述 2.3.1 MOS场效应管的结构、工作原理及伏安特性

2.3.2 结型场效应管的结构、工作原理及伏安特性 2.3.3 场效应管的主要参数2.3.4 场效应管基本应用电路及其分析方法

场效应管概述 场效应管概述场效应管 FET (Field Effect Transistor)优点： (1) 输入阻抗高 (107 1015 ,IGFET 可高达 1015 ) (2) 噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、工艺简单、

功耗小、宜大规模集成。 结型 (JFET型即 Junction Field Effect Transistor)类 型 N沟道 P沟道 N沟道 P沟道 增强型 耗尽型 增强型

金属-氧化物-半导体型(MOSFET 型即 Metal-Oxide-Semiconductor type Field Effect Transistor)

耗尽型

2.3.1 MOS场效应管的结构、工作原理及伏安特性1.种类与结构 E NMOS D PMOS E D (1)G绝缘→IGFET(MOSFET)

(2) B、S不连，S、D可互换； 若连，则不可。(3)单独使用要连，IC中不 连，且USB>0,才能工作。 (4)符号B