开路短路法在基本放大电路输出电阻求解中的应用

2016-11-22许卫兵

池州学院学报 2016年6期

许卫兵

（池州学院机电工程学院，安徽池州247000）

1 引言

三种组态的基本放大电路是模拟电子技术课程的重要知识点，也是学习多级放大和集成放大电路的基础。放大电路的输出电阻是放大电路的一个主要性能指标,的大小决定了放大电路带负载能力的大小。一般教材和文献[1-3]对输出电阻的表述是：对负载而言，把基本放大电路视为双口网络，其输出电阻的定义为当激励源为零值，施加于输出端的电压与输出端电流之比，称为输出电阻.即学生对这种输出电阻定义表述不易理解，容易产生困惑。在分析求解放大电路的输出电阻时，一般教材和文献都是采用外加电源法[3-5]和实验测试法[5-7]求解。外加电源法求解时，学生对输出电阻内涵的理解比较困惑。实验测试法不适用于理论分析计算。本文用等效电源模型定义输出电阻，提出“开路短路法”求解基本放大电路输出电阻的方法，并针对三种组态的基本放大电路的输出电阻进行分析计算。

2 等效电源模型下输出电阻的定义及求解方法

利用等效电源定理（戴维宁定理或诺顿定理），一个基本放大电路的交流微变等效电路对于负载而言，都能视为一个实际的电源,即可等效为一个理想的电压源（电流源）与等效电阻的串联（并联），对外电路而言，该等效电阻即定义为基本放大电路的输出电阻

3 开路短路法在三种组态的基本放大电路输出电阻的求解

3.1共射放大电路的输出电阻

图1 共射放大电路

图2 共射交流微变等效电路

3.2共基放大电路的输出电阻

图3 共基放大电路的交流通路

图4 共基放大电路的交流微变等效电路

为简化求解过程，分别将图4（a）、（b）等效为图5（a）、（b）。由图5（a），得：

图5 共基放大电路的简化交流微变等效电路

由图5（b），得：

要注意，图5（a）、（b）两种情况的电路结构虽然已经发生了改变，但在电源电压不变的前提下，两个电路的基极电流的值是不变的。

4.3共集放大电路的输出电阻

图6 共集放大电路

图7 共集放大电路的交流微变等效电路

图8 共集放大电路的简化交流微变等效电路

此处要注意与共射放大电路、共集放大电路求解过程的差异，当利用图7（a）求解、图7（b）求解时，两个电路结构发生了变化，在相同的输入电压源作用下，流过基极电流已经发生了变化，不能直接利用求解。此时要根据图7（a）、（b）分别求出的具体值，再利用进行求解。为简化求解过程，分别将图7（a）、（b）等效为图8（a）、（b）。由图8（a）求