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共射放大电路的微变等效电路分析

【教学目标】
　1、 知识目标 1）会画出放大电路的交流通路以及微变等效电路
　　 2）会应用放大电路的微变等效电路分析和计算放大器的动态参数
　2、 能力目标 1）通过师生互动教学，培养学生分析问题和理解问题的能力
　　 2）通过基础综和训练，培养学生利用所学知识解决实际问题的能力。
【教学重点】 放大器动态参数的计算
【教学难点】放大电路的交流通路以及微变等效电路的画法
【教学方法】启发引导为主，讲练结合
【教学过程】一、复习上一节关于放大电路的图解法的有关知识并提问
二、导入新课：在上一节课，主要讲解了用图解法进行放大器的动态性能的分析，这种方法虽然具有形象、直观等特点，但分析的过程较为复杂，且有一定误差，为此，本节将讲解放大器动态分析的第二种方法——微变等效电路法。
三、新课教学：共射放大电路的微变等效电路分析
在动态时，如果输入的交流信号幅度很小，交流小信号仅在三极管特性曲线静态工作点附近做微小变化，三极管的输入、输出各变量之间近似呈线性关系，这样可以用线性等效电路等效非线性的三极管，称作三极管的微变等效电路。显然，微变等效电路只适用于低频小信号交流分量的动态技术指标的计算，它的前提是放大器已经设置好了静态工作点。
1、三极管的微变等效电路
NPN型三极管的微变等效电路如图1（b）所示，。晶体管的输入端加交流信号vi时，在其基极将产生相应的变化电流ib，如同在一个电阻上加交流电压而产生交流电流一样。因此晶体管的输入端b、e之间用一个等效电阻代替，这个电阻称为三极管的输入电阻rbe，其大小为

(a) (b)
图1 三极管的微变等效电路
在输入小信号的情况下，rbe基本上不随信号而变化，可以用下面的近似公式

式中rbb’是晶体管基区电阻，在小电流（IEQ约为几毫安）工作情况下，约为80Ω左右，26mV为温度的电压当量，在室温(300K)时的值。应当注意的是，上式的适用范围为0.1mA＜IE＜5mA，实验表明，超越此范围，将带来较大的误差。。
从上式可看出，rbe与静态电流IE有关。值得注意的是，rbe是三极管b、e之间的交流等效电阻，而不是直流电阻。
2、动态指标的计算
（1）首先画出放大电路的交流通路
在画交流通路时，应将放大电路中的耦合电容、直流电源的两端视为短路。
如图2所示为共射放大电路，图3为其交流通路，此时电路中的电压电流均为交流成分，显然，放大电路的交流负载电阻为R/L，即R/L=RC//RL。

图2 共射放大电路 图3 共射放大电路的交流通路
[课堂练习] 让学生画出分压式偏置放大电路的微变等效电路，然后讲评。
（2）用三极管的微变等效电路来代替交流通路中的三极管，既得出放大电路的交流微变等效电路。如图4所示。
b ib ic c
+

vo
vi Rb rbe βib Rc RL

e
_
图4共射放大电路的交流微变等效电路
（3）标出各支路和节点之间的电流、电压关系
（4）求解Av、Ri、Ro
① 电压放大倍数AV
由图4可得

② 计算输入电阻Ri
由图4可知，输入电阻为

　　③ 计算输出电阻R0
　　　 放大器的输出电阻R0就是从放大器输出端（不包括外接负载电阻RL）看进去的交流等效电阻，因晶体管的输出端在放大区为一受控恒流源，其动态电阻很大，所以输出电阻就近似等于集电极电阻，即

[例题] 如图2所示共发射极放大电路中，设三极管的参数为β=50，rbb’=100Ω，试求放大器的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。
解：三极管的发射极的静态电流为

三极管的输入电阻为

由放大器的微变等效电路知，其交流负载电阻为

电压放大倍数为

放大器的输入电阻为

输出电阻为
【课堂小结】放大电路的微变等效电路法是在放大电路小信号输入时分析动态参数的一种方法，必须熟练掌握放大电路的交流通路和微变等效电路的画法，熟记计算电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的有关公式。
【布置作业】 　　习题：（44页）2-4题 2-9题

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