放大电路分析

摘 要：晶体管放大电路的分析一般分为静态分析和动态分析两部分。文章阐述了叠加定理、基尔霍夫定律、戴维南定理在分析放大电路中的应用。

关键词：放大电路；叠加定理；基尔霍夫定律；戴维南定理；分析

1 引言

晶体管放大电路的分析一般分为静态分析和动态分析两部分。在进行放大电路的分析时，恰当地运用电路定理，可以使放大电路的分析迎刃而解。

2 用叠加定理分析放大电路

晶体管放大电路在工作时，三极管各极电流和电压的瞬时值既有直流分量，又有交流分量，即电路处于交直流共存的状态。如果把交直流同时进行分析，很不方便，所以，一般把晶体管放大电路的静态和动态分开来进行分析。放大电路没有信号输入时的工作状态称为静态，放大电路有信号输入时的工作状态称为动态。静态分析的主要任务是确定放大电路的静态值（直流值）IB、IC、UCE。放大电路的质量与静态值关系很大。动态分析的主要任务是确定放大电路的电压放大倍数Au、输入电阻ri和输出电阻ro，[1]只考虑其中的交流分量。晶体管工作在放大区时，可以看成是一个线性元件，放大电路就可以看成是一个具有两个独立源，即交流电源和直流电源的有源线性网络。根据叠加原理，电路中的电流和电压等于直流分量和交流分量的叠加。

3 用基尔霍夫定律分析放大电路

在固定偏置电路中，根据基尔霍夫定律可分析电路的静态工作点。分析三极管放大电路的静态工作点，需要画出直流通路。静态时，电路中没有交流信号，由于电容“隔直”的作用，直流电流能通过的电路部分就形成放大器的直流通路。固定偏置电路直流通路如图1所示。

根据基尔霍夫电压定律（KVL），可列回路电压方程IBQRB+VBEQ-VCC=0，变形即得IBQ=（VCC-VBEQ）/RB，同理可得ICQRC+VCEQ-VCC=0，变形即得VCEQ=VCC-ICQRC。可见，应用基尔霍夫电压定律可以很方便地求出三极管放大电路的静态值IBQ、VCEQ。[2]

4 用戴维南定理分析放大电路

进行动态分析时，首先要作出放大器的交流通路。电路在交流信号下，由于电容“通交”的作用，当耦合电容c1、c2容量足够大时，容抗近似为零，对交流信号来说可看作短路；直流电压源的内阻很小，交流电流通过直流电源时，两端无交流电压产生，所以画交流通路时，直流电源可看成短路，即直流电源的正负极连接通地。交流通路如图2所示。对于小信号微变量，由交流通路可得放大电路的微变等效电路，如图3所示。

利用基本放大电路的微变等效电路，根据戴维南定理可计算放大电路的输入电阻和输出电阻。

从信号源往放大电路里边看，放大电路的输入回路就是一个无源二端网络，根据戴维南定理，该无源二端网络的等效电阻等于放大电路的输入电阻。即

通常RB>>rbe，因此Ri≈rbe。

放大电路对负载而言，相当于一个信号源。从负载端往放大电路里边看，放大电路的输出回路就是一个有源二端网络，放大电路的输出电阻就等于该有源二端网络的等效电阻。根据戴维南定理，电流源βib等于零时，即电流源βib所在支路开路时，该有源二端网络的等效电阻等于放大电路的输出电阻。即

ro=RC

根据戴维南定理也可以很方便的求出分压式偏置电路的输入电阻和输出电阻。分压式偏置电路的交流通路和微变等效电路如图4所示。

利用分压式偏置电路的微变等效电路，根据戴维南定理，分压式偏置电路的输入电阻为

ri=RB1//RB2//rbe

同理，输出电阻为 ro=RC

掌握放大电路的分析方法，恰当地运用电路定理，不仅可以分析放大电路的工作情况和性能指标，而且也可以根据预期性能指标设计放大电路。

参考文献

[1]袁明文，谢广坤.电子技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2013：31.

[2]李新.基尔霍夫定律在分析模拟电路中的应用[J].科技创新与应用，2012（26）：44.

作者简介：李新（1966，8-），女，河南省社旗县人，河南工业贸易职业学院，高级讲师，硕士学位，主要研究方向：电工电子。