放大电路动态参数的分析

发布时间:2023-12-20
放大电路动态参数有源电压放大倍数aus、电压放大倍数au、输入阻抗ri、输出阻抗ro等。利用微变等效电路的方法来求解动态参数时,首先要画出交流通路,然后画出微变等效电路图。以图1(a)为例。分别画出它的交流通路如图1(b),然后将晶体管用微变等效电路代替,1(c)所示。一般情况下,输入信号为正弦量,因此微变等效电路中的各电量均用相量表示。
图1(a) 单电源供电的基本共射放大电图 1(b) 交流通道
1(c) 微变等效电路
利用图1(c)所示电路,可以直接计算放大电路的动态参数。如放大倍数、输入阻抗、输出阻抗等。
1、放大倍数
放大倍数是描述一个放大电路放大能力的指标。电压放大倍数定义为输出电压与输入电压的相量之比,即
(1)
由图1(c)可知,
(2)
(3)
则电压放大倍数au为
(4)
式中负号表示输出电压与输入电压反向。可见放大倍数与负载有关。电源电压放大倍数定义为输出电压与电源电压的相量之比,即
(5)
由于信号源内阻rs的存在,放大电路的输入电压ui是信号源电压us在输入电阻ri上的分压值,即
(6)
所以源电压放大倍数aus为
(7)
显然,考虑信号源内阻时,电压放大倍数将下降。
图1(c)所示的微等效电路的电源电压放大倍数为
(8)
2、输入阻抗
如图2(a)所示,对于信号源而言,放大电路相当于它的负载。其等效的负载电阻称为放大电路的输入电阻ri。定义为
(9)
如图2(a)所示电路,由
(10)
可得
(11)
通常rb为几十千欧至几百千欧,rb>>rbe,ri≈rbe。
为了减小信号的损失,一般要求放大电路的输入电阻越大越好。
在us和rs一定的情况下,ri越大,则放大电路从信号源索取的电流越小,且输入电压ui越接近信号源电压us。因此,为减小信号损失,一般要求放大电路的输入电阻大一些好。
3、输出电阻
对于负载而言,放大电路相当于信号源,可以将它进行戴维南等效,戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。输出电阻ro的求取有两种方法:
第一种方法为分析法。将输入信号短路,即令us=0,但保留信号源内阻。在输出端将负载开路(rl=∞),从输出端加交流电压uo,它在输出端产生电流io,由此可知,输出电阻为
(12)
对于图2-2-4(b)所示电路,由于,输出回路相当于电流源开路,可求得输出电阻为
ro=rc (13)
第二种方法是实验法。这种方法是在输入端加上一个固定的交流电压ui先测量输出端负载开路时的电压uo。再接入负载电阻rl,测输出电压则有
(14)
变换式(14)可得
(15)
由式(15)可见,为了使输出电压稳压提高带负载能力,即输出电压不随负载变化,需要rl>>ro。需要想办法减小输出电阻。
总结,射极输出器的三个主要特点是:输出电压与输入电压近似相同、输入电阻大、输出电阻小。
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