基于叠加定理分析和设计低频小信号放大器

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2.2 us电压源单独作用
 由于电容容抗很小(可忽略),因此电容对交流短路,+UCC电压源不作用短路,又由于半导体晶体管是非线性元件,管子的工作信号为交流低频小信号,即曲线小范围可近似直线(线性),故半导体晶体管非线性元件可近似为线性元件。其基极b和发射极e间可以用线性电阻rbe代替,它反映了低频小信号时输入回路电压与电流间的关系,rbe称晶体管的输入电阻。rbe在低频小信号时,可用计算为。
    c.JPG
    由上式可知,rbe与直流电流有关,选择不同静态工作点可改变rbe,rbe一般为几百到几千欧。集电极c和发射极e间可用线性授控源βiB(为电流放大倍数)代替,可得图3微变等效电路。从图3可知,ui=ube,并可计算交流基极电流ib:
 


2.3 +UCC电压源和us电压源共同作用
 +UCC电压源和us电压源共同作用,只需要将+UCC电压源单独作用和us电压源单独作用时电压、电流叠加。设ui=Uimsinωt得到图4所示电压、电流的波形图。其中,大写字母为+UCC电压源作用直流量,小写字母为us电压源作用交流量,小、大写字母混合为+UCC,us电压源共同作用瞬时量。
   
在输入和输出回路中,由于电容C1,C2的作用,只有us电压源作用的交流量ui,uo。从图4可知,ui,uo。两信号相位差180°,即反相。从图4中可以清晰看到的低频小信号放大电路交流信号叠加在直流信号上。由于半导体晶体管只有工作在线性区才能保证输入信号ui不失真放大(转换)为uo信号,因此直流量必须选择的合适。如果直流选择的不合适,会出现如图5所示的电压、电流失真。其中,图5(a)是基极电流iB与基极电压uBE之间的关系曲线,即输入特性曲线。

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