三极管放大电路的分析方法与等效模型
三极管放大电路的分析方法与等效模型
三极管放大电路是电子工程中的核心内容之一，其分析方法和等效模型对于理解和设计放大电路至关重要。本文将详细介绍直流通路与交流通路的区分、图解法的应用、等效电路法的原理以及H参数等效模型的推导，帮助读者系统掌握三极管放大电路的分析方法。
分析放大电路就是在理解放大电路工作原理的基础上求解静态工作点和各项动态参数。
1、直流通路和交流通路
在放大电路中，直流电源的作用和交流信号的作用总是共存的。但由于电容、电感等元件的存在，直流量所流经的通路与交流信号所流经的通路不完全相同。因此为了研究问题方便起见，常把直流电源对电路的作用和输人信号对电路的作用区分开来，分成直流通路和交流通路。
直流通路：交流置零、电容断路、电感短路；
交流通路：直流置零、电容短路。
2、图解法
在实际测出放大管的输入特性、输出特性和已知放大电路中其它各元件参数的情况下，利用作图的方法对放大电路进行分析即为图解法。
我们容易得到，
分别在输入回路和输出回路，画出直线
和
，如下图，它们的交点即为静态工作点。
3、等效电路法
在实际分析时我们总归不能一直用图解法，为什么不能直接用线性电路的方法来分析呢？我们知道三极管是非线性元件，那能不能把三极管线性化？
是线性关系，而
与
的关系以及
与
的关系是非线性的。
**但是，
与
之间是线性的（取微小的变化量，采用微分思想），于是定义一个动态电阻：**
这样，在输入端口将非线性的三极管等效为一个线性的动态电阻
。那么在输出端
，输出端口可以等效为一个受控的电流源，如下图所示：
注：（1）这个过程称为，三极管的线性化。线性化的关键是
的引入，前提是直流置零（纯交流）。
的近似表达式：
其中，
为三极管基区的体电阻一般在
，
本质上就是
。
（2）基极电流的写法：
表示直流；
瞬时值，既有直流也有交流；
只有交流；
表示
的向量形式。
4、H参数等效模型
在共射接法的放大电路中，在低频小信号作用下，将晶体管看成一个线性双口网络，利用网络的H参数来表示输入端口、输出端口的电压与电流的相互关系，便可得出等效电路，称之为共射H参数等效模型。这个模型只能用于放大电路低频动态小信号参数的分析。
线性双口网络：
可以写出关系式：
再求全微分：
微分符号
代表变化部分，可以用
代替，偏微分部分是代入具体的值，表示常数，于是将上式改写为：
于是我们可以根据此公式，画出其电路：
这就是三极管的H参数低频小信号模型。
在输人回路，内反馈系数
很小，即内反馈很弱，近似分析中可忽略不计，故晶体管的输人回路可近似等效为只有一个动态电阻
(
)；在输出回路，
很小，即
很大，说明在近似分析中该支路的电流可忽略不计，故晶体管的输出回路可近似等效为只有一个受控电流源
；因此，h参数等效模型可简化为：