放大电路的动态分析
这一节是本章也是本课程的重点内容。我们把加进的输入交流信号时的状态称为动态，这一节我们主要学习放大电路动态分析的两种方法：图解法和微变等效电路法。
我们对放大电路进行动态分析的任务是求出电压的放大倍数、输入电阻、和输出电阻。
一：图解法分析动态特性
1.交流负载线的画法
交流负载线的特点：必须通过静态工作点交流负载线的斜率由rl表示(rl=rc//rl)
交流负载线的画法（有两种）：
（1）先作出直流负载线，找出q点；
作出一条斜率为rl的辅助线，然后过q点作它的平行线即得。（此法为点斜式）
（2）先求出uce坐标的截距（通过方程ucc=uce+icrl）
连接q点和ucc点即为交流负载线。（此法为两点式）
例1：作出图（1）所示电路的交流负载线。已知特性曲线如图（2）所示，ucc=12v，rc=3千欧，rl=3千欧，rb=280千欧。
解：（1）作出直流负载线，求出点q。
（2）求出点ucc。ucc=uce+icrl=6+1.5*2=9v
（3）连接点q和点ucc即得交流负载线（图中黑线即为所求）
二：放大电路的非线性失真
在使用放大电路时，我们一般是要求输出信号尽可能的大，但是它要受到三极管非线性的限制。有时输入信号过大或者工作点选择不恰当，输出电压波形就会产生失真。这种失真是由于三极管的非线性引起的，所以它被称为非线性失真。
1.输入信号过大引起的非线性失真.
它主要表现在输入特性的起始弯曲部分，输出特性的间距不匀，当输入又比较大时，就会使ib、uce和ic的正负半周不对称，即产生非线性失真。如图（1）所示
2.工作点不合适引起的失真
当工作点设置过低，在输入信号的负半周，工作状态进入截止区，从而引起ib、uce和ic的波形失真，称为截止失真（对于pnp型来说）如图（2）所示
当工作点设置过高，在输入信号的正半周，工作状态进入饱和区，此时ib继续增大而ic不再随之增大，因此引起ic和uce的波形失真，称为饱和失真。如图（3）所示
由于放大电路有失真问题，因此它存在最大不失真输出电压幅值uom。最大不失真输出电压是指：当工作状态一定的前提下，逐渐增大输入信号，三极管还没有进入截止或饱和时，输出所能获得的最大电压输出。
当电压受饱和区限制时uom=uce-uce，当电压受截止区限制时uom=ic*rl
例2：求2.31中例1的最大不失真输出电压振幅uom
解：
三：微变等效电路法
我们采用微变等效电路法的思想是：当信号变化的范围很小（微变）时，可以认为三极管电压、电流变化量之间的关系是线性的。
通过上述思想我们就可以把含有非线性元件（如三极管）的放大电路，转换为我们熟悉的线性电路，这样我们就可以利用电路分析的各种方法来求解了。
在应用中我们把三极管等效为图（1）所示的电路
其中：ie=（1+ß）ib
rbe为基极和发射极之间的等效电阻
四：三种基本组态放大电路的分析（微变电路的应用）
微变等效电路主要用于对放大电路的动态特性分析。三极管有三种接法，因此放大电路也有三种基本组态。我们衡量放大电路的性能是通过性能指标来衡量的！
1.放大电路的性能指标（我们简要的介绍几种）
电压放大倍数 au
它是用来衡量放大电路的电压放大能力。它可定义为输出电压的幅值与输入电压的幅值之比
au=uo/ui
电压源放大倍数aus是表示输出电压与信号源电压值比，它就是考虑了信号源内阻rs影响时的au
aus=uo/us
电流放大倍数 ai
它是用来衡量放大电路的电流放大能力，值越大表明放大能力越好。它可定义为输出电流io和输入电流ii之比
ai=io/ii
输入电阻 ri
它是用来衡量放大电路对输入信号源的影响。它可表示为输入电压与输入电流之比 ri=ui/ii
输出电阻 ro
它是用来衡量放大电路所能驱动负载的能力。从输出端看进去的等效电阻就是输出电阻
下面我们用微变等效电路法对放大电路进行分析。
1.共e极放大电路 如图(1)所示的电路,试分析它的au、ai、ro、ri
分析为：其等效电路图为：如图（2）所示
（1）电压放大倍数
因为 uo=-ßibr'l(由输入回路得到的)
ui=ibrbe
所以: au= -ßr'l/rbe 其中r'l=rc//rl
负号表示共e极时,集电极电压与基极电压的相位相反
（2）电流放大倍数
因为 io=ic=ßib
ii=ib
所以： ai=io/ii=ß
（3）输入电阻
因为 ri=rb//r'i
又因为 r'i=u'i/ib u'i=ib*rbe
所以 ri==rbe ==为约等于
(4)输出电阻
ro=rc
注意： ro常用来带负载rl的能力,我们在求它时不应含rl,应将其断开。
2.共c极放大电路
如图(3)所示电路,试用微变等效电路法分析它的au、ai、ro、ri
分析为：其等效电路图为：如图(4)所示
（1）电压放大倍数au
因为： uo=（1+ß）ibr'e
r'e=re//rl
ui=ibrbe+(1+ß)r'eib
所以
(2)电流放大倍数ai
因为 io=ie=(1+ß)ib
ii=ib
所以: ai=ie/ib=(1+ß)
(3)输入电阻ri
因为: ri=rb//r'i
r'i=ui/ib=rbe+(1+ß)r'e
所以: ri=rb//[rbe+(1+ß)r'e]
(4)输出电阻ro
按输出电阻的计算方法,进行计算
ro=re//[(r's+rbe)/(1+ß)]
由此我们可以看出ro的值很小,这是共c极电路的一个特点.
3.共b极放大电路
如图(5)所示电路,试用微变等效电路法分析它的au、ai、ro、ri
分析为：其等效电路为：如图（6）所示
（1）电压放大倍数au
因为：uo=-ßibr'l r'l=rc//rl
ui=-ib rbe
所以: au=ßr'l/rbe
(2)电流放大倍数ai
因为：io=ic ii=ie
所以： ai=ic/ie=a
（3）输入电阻ri
因为：ri=re//r'i r'i=rbe/(1+ß)
所以: ri=re//rbe/(1+ß)
(4)输出电阻ro
当us=0时,ib=0,ßib=0
因此: ro=rc
通过上面的学习，我们可以发现，放大电路共发射极时，ai和au都比较大，但是输出电压和输入电压的相位相反；共基极时，ai比较大，但是au较小，输出电压与输入电压同相，并且具有跟随关系，它可作为输入级，输出级或起隔离作用的中间级；共集电极时，ai较小，au较大，输出电压与输入电压同相，多用于宽频带放大等。
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我们对放大电路进行动态分析的任务是求出电压的放大倍数、输入电阻、和输出电阻。
一：图解法分析动态特性
1.交流负载线的画法
交流负载线的特点：必须通过静态工作点交流负载线的斜率由rl表示(rl=rc//rl)
交流负载线的画法（有两种）：
（1）先作出直流负载线，找出q点；
作出一条斜率为rl的辅助线，然后过q点作它的平行线即得。（此法为点斜式）
（2）先求出uce坐标的截距（通过方程ucc=uce+icrl）
连接q点和ucc点即为交流负载线。（此法为两点式）
例1：作出图（1）所示电路的交流负载线。已知特性曲线如图（2）所示，ucc=12v，rc=3千欧，rl=3千欧，rb=280千欧。
解：（1）作出直流负载线，求出点q。
（2）求出点ucc。ucc=uce+icrl=6+1.5*2=9v
（3）连接点q和点ucc即得交流负载线（图中黑线即为所求）
二：放大电路的非线性失真
在使用放大电路时，我们一般是要求输出信号尽可能的大，但是它要受到三极管非线性的限制。有时输入信号过大或者工作点选择不恰当，输出电压波形就会产生失真。这种失真是由于三极管的非线性引起的，所以它被称为非线性失真。
1.输入信号过大引起的非线性失真.
它主要表现在输入特性的起始弯曲部分，输出特性的间距不匀，当输入又比较大时，就会使ib、uce和ic的正负半周不对称，即产生非线性失真。如图（1）所示
2.工作点不合适引起的失真
当工作点设置过低，在输入信号的负半周，工作状态进入截止区，从而引起ib、uce和ic的波形失真，称为截止失真（对于pnp型来说）如图（2）所示
当工作点设置过高，在输入信号的正半周，工作状态进入饱和区，此时ib继续增大而ic不再随之增大，因此引起ic和uce的波形失真，称为饱和失真。如图（3）所示
由于放大电路有失真问题，因此它存在最大不失真输出电压幅值uom。最大不失真输出电压是指：当工作状态一定的前提下，逐渐增大输入信号，三极管还没有进入截止或饱和时，输出所能获得的最大电压输出。
当电压受饱和区限制时uom=uce-uce，当电压受截止区限制时uom=ic*rl
例2：求2.31中例1的最大不失真输出电压振幅uom
解：
三：微变等效电路法
我们采用微变等效电路法的思想是：当信号变化的范围很小（微变）时，可以认为三极管电压、电流变化量之间的关系是线性的。
通过上述思想我们就可以把含有非线性元件（如三极管）的放大电路，转换为我们熟悉的线性电路，这样我们就可以利用电路分析的各种方法来求解了。
在应用中我们把三极管等效为图（1）所示的电路
其中：ie=（1+ß）ib
rbe为基极和发射极之间的等效电阻
四：三种基本组态放大电路的分析（微变电路的应用）
微变等效电路主要用于对放大电路的动态特性分析。三极管有三种接法，因此放大电路也有三种基本组态。我们衡量放大电路的性能是通过性能指标来衡量的！
1.放大电路的性能指标（我们简要的介绍几种）
电压放大倍数 au
它是用来衡量放大电路的电压放大能力。它可定义为输出电压的幅值与输入电压的幅值之比
au=uo/ui
电压源放大倍数aus是表示输出电压与信号源电压值比，它就是考虑了信号源内阻rs影响时的au
aus=uo/us
电流放大倍数 ai
它是用来衡量放大电路的电流放大能力，值越大表明放大能力越好。它可定义为输出电流io和输入电流ii之比
ai=io/ii
输入电阻 ri
它是用来衡量放大电路对输入信号源的影响。它可表示为输入电压与输入电流之比 ri=ui/ii
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它是用来衡量放大电路所能驱动负载的能力。从输出端看进去的等效电阻就是输出电阻
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1.共e极放大电路 如图(1)所示的电路,试分析它的au、ai、ro、ri
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所以: au= -ßr'l/rbe 其中r'l=rc//rl
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因为 io=ic=ßib
ii=ib
所以： ai=io/ii=ß
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因为 ri=rb//r'i
又因为 r'i=u'i/ib u'i=ib*rbe
所以 ri==rbe ==为约等于
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（1）电压放大倍数au
因为： uo=（1+ß）ibr'e
r'e=re//rl
ui=ibrbe+(1+ß)r'eib
所以
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因为 io=ie=(1+ß)ib
ii=ib
所以: ai=ie/ib=(1+ß)
(3)输入电阻ri
因为: ri=rb//r'i
r'i=ui/ib=rbe+(1+ß)r'e
所以: ri=rb//[rbe+(1+ß)r'e]
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ro=re//[(r's+rbe)/(1+ß)]
由此我们可以看出ro的值很小,这是共c极电路的一个特点.
3.共b极放大电路
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因为：uo=-ßibr'l r'l=rc//rl
ui=-ib rbe
所以: au=ßr'l/rbe
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因为：io=ic ii=ie
所以： ai=ic/ie=a
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因为：ri=re//r'i r'i=rbe/(1+ß)
所以: ri=re//rbe/(1+ß)
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因此: ro=rc
通过上面的学习，我们可以发现，放大电路共发射极时，ai和au都比较大，但是输出电压和输入电压的相位相反；共基极时，ai比较大，但是au较小，输出电压与输入电压同相，并且具有跟随关系，它可作为输入级，输出级或起隔离作用的中间级；共集电极时，ai较小，au较大，输出电压与输入电压同相，多用于宽频带放大等。
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