基于疊加定理分析和設(shè)計低頻小信號放大器
2.2 us電壓源單獨作用
由于電容容抗很小(可忽略),因此電容對交流短路,+UCC電壓源不作用短路,又由于半導(dǎo)體晶體管是非線性元件,管子的工作信號為交流低頻小信號,即曲線小范圍可近似直線(線性),故半導(dǎo)體晶體管非線性元件可近似為線性元件。其基極b和發(fā)射極e間可以用線性電阻rbe代替,它反映了低頻小信號時輸入回路電壓與電流間的關(guān)系,rbe稱晶體管的輸入電阻。rbe在低頻小信號時,可用計算為。
由上式可知,rbe與直流電流有關(guān),選擇不同靜態(tài)工作點可改變rbe,rbe一般為幾百到幾千歐。集電極c和發(fā)射極e間可用線性授控源βiB(為電流放大倍數(shù))代替,可得圖3微變等效電路。從圖3可知,ui=ube,并可計算交流基極電流ib:
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2.3 +UCC電壓源和us電壓源共同作用
+UCC電壓源和us電壓源共同作用,只需要將+UCC電壓源單獨作用和us電壓源單獨作用時電壓、電流疊加。設(shè)ui=Uimsinωt得到圖4所示電壓、電流的波形圖。其中,大寫字母為+UCC電壓源作用直流量,小寫字母為us電壓源作用交流量,小、大寫字母混合為+UCC,us電壓源共同作用瞬時量。
在輸入和輸出回路中,由于電容C1,C2的作用,只有us電壓源作用的交流量ui,uo。從圖4可知,ui,uo。兩信號相位差180°,即反相。從圖4中可以清晰看到的低頻小信號放大電路交流信號疊加在直流信號上。由于半導(dǎo)體晶體管只有工作在線性區(qū)才能保證輸入信號ui不失真放大(轉(zhuǎn)換)為uo信號,因此直流量必須選擇的合適。如果直流選擇的不合適,會出現(xiàn)如圖5所示的電壓、電流失真。其中,圖5(a)是基極電流iB與基極電壓uBE之間的關(guān)系曲線,即輸入特性曲線。
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