基于疊加定理分析和設計低頻小信號放大器

摘要：低頻小信號放大電路是常用的實(shí)用電路，電路中既有線(xiàn)性元件，又有非線(xiàn)性元件，而且直流、交流并存于電路中，因此在分析和設計電路時(shí)較為復雜。疊加定理把線(xiàn)性電路中多個(gè)電源作用分解成各個(gè)電源的單獨作用，然后進(jìn)行代數和疊加。屬于非線(xiàn)性元件的半導體晶體管工作在低頻小信號，近似作為線(xiàn)性元件使用。應用疊加定理分析和設計低頻小信號放大電路，抓住主要，忽略次要，使問(wèn)題變得既容易、簡(jiǎn)單又明確。
關(guān)鍵詞：疊加定理；低頻小信號；放大電路；線(xiàn)性元件

低頻小信號放大電路的用途非常廣泛，它能夠把微弱電信號增強到所要求的值。電路由線(xiàn)性元件電阻、電容和非線(xiàn)性元件，即半導體晶體管組成。在進(jìn)行低頻小信號放大時(shí)，電路中既有直流信號，又有交流信號，因此在分析和設計電路時(shí)問(wèn)題錯綜復雜，利用疊加定理和低頻小信號因素，可使問(wèn)題變得容易。

1 疊加定理
當線(xiàn)牲電路中有幾個(gè)電源共同作用時(shí)，各支路的電流(或電壓)等于各個(gè)電源單獨作用時(shí)在該支路產(chǎn)生電流(或電壓)的代數和(疊加)。由于半導體晶體管工作在低頻小信號，把非線(xiàn)性元件，即半導體晶體管當作線(xiàn)牲元件分析，再借助疊加定理簡(jiǎn)明分析和設計低頻小信號放大電路。

2 低頻小信號放大電路分析
圖1為低頻小信號共射放大電路。其中，us是低頻交流小信號電壓源；+UCC為直流電壓源。用疊加定理分析研究電路時(shí)，首先使各個(gè)電源單獨作用。+UCC電壓源單獨作用，則us不作用短路；若us電壓源單獨作用，則+UCC不作用短路；其次，+UCC，us電壓源各單獨作用的電壓、電流相疊加。

2．1 +UCC電壓源單獨作用
由于電容對直流開(kāi)路，+UCC電壓源單獨作用可得圖2所示的直流通路。由此可以計算靜態(tài)(直流)工作點(diǎn)基極電流IB為：

式中：硅管的UBE取0．7 V；鍺管的UBE取0．3 V，靜態(tài)工作點(diǎn)的集電極電流IC：

式中：β為共射電路電流放大倍數。靜態(tài)工作點(diǎn)的集電極輸出回路電壓UCE：