单晶体管放大电路的分析方法简介

1.晶体管放大的条件

①工艺条件：发射区的掺杂浓度高，基区薄且掺杂浓度低，集电结的面积大。

②电路接法：发射结正向偏置（P区接电源正极），集电极反向偏置（N区接电源正极）。

2.晶体管的放大作用

（1）电流放大

（2）电压放大

（3）功率放大

3.晶体管放大电路分析方法

1）静态工作点分析

所谓的“静态工作点”就是在外加交流信号为0，电路处于直流状态下的IB、IC、IE、UBE及UCE等在晶体管输入及输出特性曲线上所确定的点，通常用“Q”表示。设置静态工作点的目的是要保证在被放大的交流信号加入电路时，不论是正半周还是负半周都能满足“发射结正向偏置，集电结反向偏置”的晶体管放大条件。若静态工作点设置不合适，在对交流信号放大时可能会出现饱和失真（静态工作点偏高）或截止失真（静态工作点偏低），影响放大电路的性能。

分析静态工作点时，需作出放大电路的直流等效电路，之后依据基尔霍夫定律等理论分别计算IB、IC、IE、UBE及UCE。根据电容在直流电路中相当于开路的特性，图1-25所示电路的直流等效电路如图1-53所示。

图1-53　图1-25所示电路的直流等效电路

根据基尔霍夫定律，有

（设晶体管为硅管，UBE=0.7V）

2）交流参数计算(www.xing528.com)

晶体管具有放大作用，当输入端加入一个微小交流信号时，输出端即可得到一个放大的交流信号，衡量其放大能力的参数是电压放大倍数Au，此外输入电阻Ri和输出电阻Ro分别是衡量放大电路取用电流能力和带负载能力的参数。因此，分析交流电路时，需计算Au、Ri和Ro等参数。

分析计算晶体管放大电路交流参数，主要有图解法和等效法，实际应用中多用等效法。用等效法分析晶体管放大电路交流参数，首先需作出其微变等效电路。微变等效电路就是将电路中所有直流电源视为开路、电容视为短路时的等效电路。图1-54是晶体管的简化微变等效模型。

rbe为晶体管输入电阻，其值为

图1-54　晶体管简化微变等效模型

式中：r′bb为基区体电阻，高频小功率管通常为几十欧到几百欧，低频小功率管通常取200Ω；UT为温度电压当量，在温度为300 K时，UT≈26 mV。

由晶体管放大电路的微变等效法及晶体管的微变等效模型（图1-54），图1-25所示晶体管单管共发射极放大电路的微变等效电路如图1-55所示。

图1-55　图1-25所示电路的微变等效电路

由图1-55可得

式中：为输出端开路电压；为输出端短路电流。

式中：负号代表输出电压与输入电压相位相反。

【注释】

[1]lx：勒克斯，照度单位。1 lx=1 lm/m2。lm：光通量的单位，一烛光（cd）在一个立体角上产生的总发射光通量。cd：坎德拉Candela，发光强度单位，相当于一只普通蜡烛的发光强度。

[2]参考方向是在电路分析时假设的方向。参考方向如与实际方向相同，电量为正数；如与实际方向相反，电量为负数。

[3]电平值是逻辑变量的表示方法，采用正逻辑表示时，低电平为“0”，高电平为“1”。晶体管构成的门电路为TTL门电路，其电平规定为：输入：2 V以上为高电平，0.8 V以下为低电平；输出：2.7 V以上为高电平，0.5 V以下为低电平。

[4]开环电压放大倍数是指放大器没用负反馈的情况下的放大倍数。放大电路的负反馈是指将输出信号的一部分或全部，通过一定的电路回送到电路输入端，影响净输入信号的传送过程。