小信号分析是什么意思?

电器工程 晶体管
2022-01-13 06:35:42

我的教学大纲显示我必须学习晶体管放大器——包括小信号分析。

小信号分析究竟是什么意思?我用谷歌搜索了它,但我找不到确切的答案。

3个回答

严格来说,晶体管是非常非线性的器件。在基极/发射极电压上升到足以使基极/发射极结正向偏置之前,双极晶体管根本不会放大,并且在栅极/源极电压接近阈值电压之前,您不会有大量电流通过 MOSFET。

但是,我们可以使用巧妙的电路来偏置晶体管,这意味着会施加相当大的直流电压和电流。偏置条件将晶体管保持在工作偏置点,使得晶体管的行为在偏置点周围的小范围电压或电流上相当线性。大信号分析涉及设置偏置条件并处理晶体管的非线性行为。小信号分析假设晶体管被正确偏置并专注于小信号的线性行为,而忽略了混乱的非线性因素。

小信号分析包括:

(1) 找出电路的静止点或工作点这是通过将所有信号源归零而只留下直流源,然后求解电路中的直流电压和电流来找到的。

(2) 在工作点线性化非线性电路元件。例如,用一个电阻器代替二极管,该电阻器模拟特定工作点的动态电阻。动态或小信号电阻是电压变化与工作点电流的微小(实际上是无穷小)变化之比。

(3) 寻找小信号解决方案。直流源归零,信号源激活,线性电路分析用于求解小信号电压和电流。

解决了小信号电压和电流后,解决方案只是直流解决方案和小信号解决方案的总和。该总解决方案是仅当信号在某种意义上较小时才有效的近似,即电路中的电压和电流的变化相对于直流电压和电流较小。

对非线性元件进行小信号分析,将非线性元件在非线性器件工作点附近用线性元件(R,L,C)代替,这里可以使用线性方程。