模拟电子中放大电路的基本分析方法

一.放大电路的直流通路和交流通路
为什么需要将一个放大电路中直流通路和交流通路分开来研究呢？通常放大电路中直流电源的作用和交流信号的作用是同时存在的，这就会让电路的分析复杂化。因此为了简化分析电路，通常我们会将二者分开。
1.直流通路：只有直流电源作用下的电路，这也就意味着令交流源的电压值为零，保留其内阻；电容视为开路；电感相当于短路；
2.交流通路：大电容相当于短路，直流电源相当于短路。
二.基本共射放大电路的直流通路和交流通路
1.直流通路


图一为最基本的放大电路，图二是这个电路的直流通路，直流通路只是针对静态工作点的。根据直流通路我们能很轻松的求出静态情况下各个电路数值

值得注意的一点是，虽然对于Ube的电压并没有一个十分确定的数值，但是我们在求解直流通路的物理量过程中可以将Ube作为一个确定的数来进行求解。

上图是基本放大电路的交流通路。
2.阻容耦合单管放大电路的交流通路

从上图中很明显的就可以看出输入端受到信号的作用后，在输出端是Rc和Rl并联输出的。
三.等效电路法
半导体器件的非线性特性让我们在分析电路特性的时候变得非常复杂，这个时候我们可以将晶体管看成黑盒子，通过研究黑盒子之外电路的特性来分析黑盒子的特性，也就是利用线性元件来建立模型去分析非线性器件的特性。
1.直流模型（我们为了在得到一个很好的放大倍数前提下并且保证整个电路不会失真，因此要选定一个合适的静态工作点）这样直流模型就应运而出，它适合静态工作点的分析

在文章开头部分我们求解输入回路以及输出回路的时候，就是将三极管Ube之间的电压看成一个固定的值，Ic受控于Ib，这样我们就能很简单的得到三极管的直流模型，如下图所示：

注：二极管是理想二极管，在这里的作用只是为了限制电流方向。
2.交流模型：
晶体管的h参数等效模型（交流等效模型）
在交流通路中我们可以将晶体管看成一个二端口网络，输入回路和输出回路各自作为一个端口。

从输入特性曲线中我们可以很明显的看到，晶体管的开启电压Ube是Ib和Uce的函数，在输出特性曲线中我们可以看到晶体管的电流Ic是Ib和Uce的函数。在变化的情况下想要求解三者之间的关系，就需要对其进行全微分。

对于上面的式子可以这样的理解：在Uce不变的情况下，Ib的变化时如何影响Ube的，以及在Ib不变的情况下，Uce的变化时如何影响Ube的。后边的微分是一个非常微小的量，在这里我们可以将其认为是电路中微小的动态量，因此就诞生出了下边的h参数的基本模型：

下面我们来分析这个h参数的模型，在输入端，Ube的动态电压是h11与动态Ib的乘积加上h12与动态的Uce之间电压，这样h11就是一个电阻的量纲，h12是一个无量纲的数（这里可以理解为电压控制的电压源）；在输出端，动态的Ic是h21与输入端动态Ib的乘积加上h22与动态的Uce的乘积。因此h21是一个无量纲的数（我们可以理解为电流控制的电流源），h22是一个电导的量纲。这样我们就能画出三极管的交流小信号h参数模型：

h参数的物理意义：
对于h11来说，它描述的是在Uce不变的前提下，Ube之间的变化量与Ib的变化量之比，因此它是一个动态电阻，我们用rbe来表示。
对于h12来说，是在Ib电压保持不变的情况下，输出回路Uce对于输入回路Ube的影响，H12这个参数为内反馈系数。
对于h21来说，它是在Uce不变的前提下，Ic与Ib的比值，这个我们很熟悉了，它就是电流放大倍数β；
对于h22来说，它是在Ib电流不变的情况下，在输出特性曲线上，当Uce进行变化的时候，Ic是如何进行变化的。这描述的是输出特性曲线上翘的程度。
h参数的舍取：
让我们先来回想一下小功率管的输入特性，当时是这样描述Uce对于Ube的影响的：对于小功率管子来说，当Uce>1的时候，它对于Ube的影响可以用一条曲线来代替。因此这个参数对于我们来说并不重要。
当管子做的比较好的时候，Rce是趋近于无穷大的，也就意味着输出特性曲线基本平行于横轴，因此在大多数情况下这个参数是可以忽略不计的。

由于基区做的比较薄并且载流子数量很小，因此它的电阻比较大，不可忽略。发射结电阻可以根据PN结的公式以及静态工作点计算出来，因此rbe是可以得到的。
3.基本共射放大电路的动态分析：

注：电压放大倍数的负号指的是输出和输入时反向的。