前置：模电学习笔记_双极型晶体管及其放大电路（2）/)

一.基本知识点

补充：图解法分析动态范围和失真类型

1.动态范围

/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTgxNzMwOQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70.png)/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTgxNzMwOQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70-16438705158192.png)

        其中，为了使得晶体管不进入饱和区和截止区，I~CQ~和V~CEQ~应该满足条件：/20200422213136955.png)
        /watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTgxNzMwOQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70-16438705215855.png)

        所以，可通过图中的交流负载线读出，输出电压最大不失真幅度为V~OM~；集电极电流的最大幅值i~cm~；
基极正弦电流最大幅值＝I~BQ~；集电极正弦电流最大幅值=I~CQ~

2.失真类型

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        饱和失真：i顶部失真，v底部失真；
        截止失真：i底部失真，v顶部失真。

2.3.4 等效电路分析法

1.混合π模型（考虑结电容后的晶体管模型）
        混合π模型是在某Q点下的交流小信号模型（微变等效模型），只能用于晶体管在放大状态下的交流小信号分析！
    （1）简化的混合π模型
                ①简化的高频混合π模型（r~b’c~较大，忽略，结电容对于高频信号不能忽略）。
                /2020042222195089.png)
                ②简化的中低频混合π模型（集电结反偏，r~b’c~较大，忽略，结电容对于中低频信号容抗很大，开路）
                /20200422222050947.png)
                ③中低频混合π模型参数
                    ·r~bb’~由手册给出；
                    ·/20200422223619903.png)；
                    ·跨导g~m~表征了v~b’e~对集电极电流的控制作用
                    ·r~ce~是输出电阻，描述了基区宽度调制效应的影响，数值在几十到几百千欧，多数情况可以忽略。
                ④中低频H参数模型
                    ·使用输入量i~b~作为控制变量

                    /20200422224217552.png)                     /2020042222423477.png)
                    /2020042222405365.png)
2.模型的应用
    ★分析高频电路时（交流信号的频率f > f~T~/3时)，必须考虑极间电容C~b’e~和C~b’c~的影响，晶体管使用高频混合π模型（ C~b’e~和C~b’c~电容值将在后续章节给出）；
    ★分析中频电路时（交流信号的频率f < f~T~/3时) ，极间电容C~b’e~和C~b’c~的影响可以忽略，也可忽略电路中的耦合电容、旁路电容的影响，晶体管可使用中低频混合π模型（或H参数模型)

3.用混合π模型（H参数模型）计算放大电路的动态性能指标
    用混合π模型分析放大电路的步骤如下：
    （1）确定放大电路的静态工作点Q；
    （2）求出Q点处的混合π模型参数r~b’e~和g~m~（或H参数的r~be~）；
    （3）画出放大电路的交流通路，将电路中的晶体管T用低频混合π模型（或H参数模型）代替，即得到小信号交流等效电路（微变等效电路）；
    （4）求解放大电路的交流性能指标：A~v~，A~i~，R~i~，R~o~等。

4.等效电路法与图解法的比较
    ①图解法比较直观，图解法一般多适用于分析输入幅值比较大而工作频率不太高时的情况。实际应用中，多用于分析Q点位置、最大不失真输出电压和失真情况。
    ②等效电路法比较方便，适合于小信号电路的分析，也适合于复杂放大电路的分析，但不够形象直观。

2.4 静态工作点的稳定

2.4.1静态工作点稳定的必要性

        为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。
        对于固定偏置电路的静态工作点，除与电源电压偏置电阻有关外，还与V~BE~、β和I~CEO~有关，这三个参数随温度而变化。
        /2020042222593087.png)

2.4.2分压式负反馈偏置电路

        1.电路组成及Q点稳定原理：
            （1）电路组成：
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            （2）Q点稳定原理：
            温度升高，I~C~和I~E~增加，使得R~E~上的电压增加，V~BE~下降，导致I~B~下降，从而I~C~下降。（I~B~∝V~BE~）
            /20200422231144280.png)                         /20200422231234404.png)

        2.静态工作点计算
            （1）静态工作点的近似估算
                /20200422233121895.png)
            （2)静态工作点的精确计算
                将输入等效为电压源V~BB~和等效电阻R~B~，进行电路分析

        3.交流指标A~v~、A~vs~、R~i~、R~o~的计算
                先画出交流通路图，进而画出微变等效电路。（先考虑未接C~E~，将晶体管用混合π模型或H参数模型代替，得到微变等效电路，并忽略晶体管的r~ce~）

        4.总结
                发射极电阻R~E~的存在会使电路产生直流和交流负反馈：
                    ·对于直流，能够稳定电路的静态工作点。
                    ·对于交流，会改变电路的参数，能够稳定增益、展宽通频带等（原理将会在后续章节详细介绍）
                    当电阻RE的交流负反馈作用较大时（且不加旁路电容）
                                        /20200422233748201.png)
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