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图6-15 晶体管及其微变等效电路
因此,在小信号的情况下,晶体管的输入电路可用电阻rbe来代替,如图6-15(b)所示。低频小功率晶体管的输入电阻常用下式估算。
图6-16 从输入特性曲线求rbe
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(6-9)
式中IE是发射极电流的静态值。rbe一般为几百欧到几千欧。必须注意,rbe是晶体管输入电路对交流(动态)信号所呈现的一个动态电阻,它不等于静态值UBE与IB之比值,即
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从晶体管的输出特性曲线可以看出,当晶体管工作在放大区时,如图6-6所示,输出特性为一组近似与横轴平行的直线,因此uce对ic的影响不大,ic只由ib决定,即
ic = βib
所以,晶体管的输出电路可用一个电流源ic =
βib等效,如图6-15(b)所示。必须注意,这个电流源ic是受基极电流ib控制的,这就体现了晶体管的电流控制作用。当ib=0时,ic=βib也不复存在。
由以上分析可知,在小信号的情况下,一个晶体管就可用图6-15(b)所示的电路去代替,这样就将含有晶体管这种非线性元件的电路变成了一个线性电路。
2.放大电路的微变等效电路
在进行放大电路的分析计算时,通常采用的方法是将放大电路的静态计算与动态计算分开进行。在进行静态分析时,先画出放大电流的直流通路,利用直流通路采用估算法或图解法求静态值(静态工作点)。进行动态分析时,先画出放大电路的交流通路。图6-17(a)是图6-9(b)所示基本交流放大电路的交流通路。对于交流信号而言,电容C1和C2可视作短路;因一般直流电源的内阻很小,交流信号在电源内阻上的压降可以忽略不计,所以对交流而言,直流电源也可认为是短路的。根据以上原则就可以画出放大电路的交流通路。然后,再将交流通路中的晶体管用它的微变等效电路代替,这样就得到了放大电路的微变等效电路,如图6-17(b)所示。必须注意,交流通路或微变等效电路,只能用来分析计算放大电路的交流量,图中所示的各电量均为交流量的参考正方向(可用瞬时值或有效值表示)。
图6-17 放大电路的交流通路和微变等效电路
3.电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的计算
利用放大电路的微变等效电路,可以很方便地计算电压放大倍数Au,输入电阻ri和输出电阻ro。设输入的是正弦信号,则微变等效电路中的电压和电流均可用相量表示,如图6-18所示。
图6-18 微变等效电路
由图可得
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式中
,是放大器总的等效交流负载。故放大电路的电压放大倍数为
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(6-10)
式中的负号表示输出电压与输入电压相位相反。
当放大电路不接负载(输出端开路)时
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(6-11)
可见接上负载RL后,电压放大倍数要下降。
放大电路的输入电阻是从放大电路的输入端看进去的等效电阻,其表达式为
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