01、电路的组成
图1-1所示为基本共射放大电路,晶体管是起到放大作用的核心元件,输入信号Ui为正弦波电压。
图1-1 基本共射放大电路
当ui=0时,称放大电路处于静态。在输入回路中,基极电源VBB使晶体管b-e间电压UBE大于开启电压UOB,并于基极电压Rb共同决定基极电流IB;在输出回路中,集电极电源VCC应该足够高,使得晶体管的集电结反向偏置,以保证晶体管工作处于放大状态,因此集电极电流IC=βIB;集电极电阻Rc上的电流等于Ic,因而其电压为ICRC,从而确定了c-e间电压UCE=VCC-ICRc。
当ui≠0时,称放大电路处于动态。所以,在输入回路中,必将在静态值得基础上产生一个动态得基极电流ib;当然,在输出回路就得到动态电流ic;集电极电阻Rc将集电极电流得变化转化为电压的变化,使得管压降uCE产生变化,管压降的变化量就是输出动态电压uo,从而实现了电压放大,直流电源VCC为输出提供所需能量。
由于图1-1所示电路的输入回路与输出回路以发射极为公共端,故称之为共射极放大电路,并称公共端为“地”。
02、静态分析
静态电路如图2-1所示:
图2-1 静态电路
如图2-1所示的直流通路中,输入回路的方程为:
即可得到基极静态电流IBQ、发射极静态电流IEQ和管压降UCEQ:
03、动态分析
交流电路如图3-1所示:
图3-1 交流通路
图3-1是将直流电路的直流电源VBB和VCC短路,所以集电极电阻RC并联在晶体管的集电极和发射极之间。
用h参数将3-1所示交流通路等效便可得到共射放大电路的交流等效电路,如图3-2所示:
图 3-2 基本共射放大电路的交流等效电路
根据电压放大倍数的定义,利用基极电流Ib和集电极电流Ic的控制关系,可以得出放大倍数Au的表达式为:
输入电阻Ri是从放大电路输入端看进去的等效电阻,因为输入电流有效值Ii=Ib,输入电压的有效值为Ui=Ib(Rb rbe);根据输入电阻Ri的物理意义能够得出输入电阻Ri的表达式:
根据诺顿定理将放大电路输出回路进行等效变换,使之成为一个有内阻的电压源,如图3-3所示:
图3-3 输出电阻分析
可得输出电阻为:
对电子电路输出电阻进行分析时,还可令信号源电压Us=0,但是保留内阻Rs;然后,在输出端加一正弦波测试信号Uo,必然产生动态电流Io,则:
在图3-2所示电路中,所加信号Ui为恒压源,内阻为0。当Ui=0时,Ib=0,当然Ic=0,因此:
应当指出,虽然利用h参数等效模型分析的是动态参数,但是由于rbe与Q点紧密相关,因而使动态参数与Q点紧密相关;对放大电路的分析应遵循“先静态,后动态”的原则,只有Q点合适,动态分析才有意义。