開(kāi)路短路法在基本放大電路輸出電阻求解中的應(yīng)用

許衛(wèi)兵

（池州學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，安徽池州247000）

1 引言

三種組態(tài)的基本放大電路是模擬電子技術(shù)課程的重要知識(shí)點(diǎn)，也是學(xué)習(xí)多級(jí)放大和集成放大電路的基礎(chǔ)。放大電路的輸出電阻是放大電路的一個(gè)主要性能指標(biāo),的大小決定了放大電路帶負(fù)載能力的大小。一般教材和文獻(xiàn)[1-3]對(duì)輸出電阻的表述是：對(duì)負(fù)載而言，把基本放大電路視為雙口網(wǎng)絡(luò)，其輸出電阻的定義為當(dāng)激勵(lì)源為零值，施加于輸出端的電壓與輸出端電流之比，稱為輸出電阻.即學(xué)生對(duì)這種輸出電阻定義表述不易理解，容易產(chǎn)生困惑。在分析求解放大電路的輸出電阻時(shí)，一般教材和文獻(xiàn)都是采用外加電源法[3-5]和實(shí)驗(yàn)測(cè)試法[5-7]求解。外加電源法求解時(shí)，學(xué)生對(duì)輸出電阻內(nèi)涵的理解比較困惑。實(shí)驗(yàn)測(cè)試法不適用于理論分析計(jì)算。本文用等效電源模型定義輸出電阻，提出“開(kāi)路短路法”求解基本放大電路輸出電阻的方法，并針對(duì)三種組態(tài)的基本放大電路的輸出電阻進(jìn)行分析計(jì)算。

2 等效電源模型下輸出電阻的定義及求解方法

利用等效電源定理（戴維寧定理或諾頓定理），一個(gè)基本放大電路的交流微變等效電路對(duì)于負(fù)載而言，都能視為一個(gè)實(shí)際的電源,即可等效為一個(gè)理想的電壓源（電流源）與等效電阻的串聯(lián)（并聯(lián)），對(duì)外電路而言，該等效電阻即定義為基本放大電路的輸出電阻

3 開(kāi)路短路法在三種組態(tài)的基本放大電路輸出電阻的求解

3.1共射放大電路的輸出電阻

圖1 共射放大電路

圖2 共射交流微變等效電路

3.2共基放大電路的輸出電阻

圖3 共基放大電路的交流通路

圖4 共基放大電路的交流微變等效電路

為簡(jiǎn)化求解過(guò)程，分別將圖4（a）、（b）等效為圖5（a）、（b）。由圖5（a），得：

圖5 共基放大電路的簡(jiǎn)化交流微變等效電路

由圖5（b），得：

要注意，圖5（a）、（b）兩種情況的電路結(jié)構(gòu)雖然已經(jīng)發(fā)生了改變，但在電源電壓不變的前提下，兩個(gè)電路的基極電流的值是不變的。

4.3共集放大電路的輸出電阻

圖6 共集放大電路

圖7 共集放大電路的交流微變等效電路

圖8 共集放大電路的簡(jiǎn)化交流微變等效電路

此處要注意與共射放大電路、共集放大電路求解過(guò)程的差異，當(dāng)利用圖7（a）求解、圖7（b）求解時(shí)，兩個(gè)電路結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，在相同的輸入電壓源作用下，流過(guò)基極電流已經(jīng)發(fā)生了變化，不能直接利用求解。此時(shí)要根據(jù)圖7（a）、（b）分別求出的具體值，再利用進(jìn)行求解。為簡(jiǎn)化求解過(guò)程，分別將圖7（a）、（b）等效為圖8（a）、（b）。由圖8（a）求

4 結(jié)論

本文引用等效電源模型定義輸出電阻，有助于學(xué)生對(duì)輸出電阻概念的理解和內(nèi)涵的把握，在此基礎(chǔ)上提出“開(kāi)路短路法”，并對(duì)三種組態(tài)的基本放大電路輸出電阻進(jìn)行理論推導(dǎo)，得到與傳統(tǒng)的外加電源法、實(shí)驗(yàn)測(cè)試法相同的結(jié)論，有助于學(xué)生對(duì)放大電路輸出電阻知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)、領(lǐng)會(huì)。

[1]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第五版）[M].4版北京:高等教育出版社,2010.

[2]華成英,童詩(shī)白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社,2006.

[3]陳大欽.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[4]劉廣孚.單管放大電路輸出電阻教學(xué)方法探討［J］.電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2011，33（1）：111-112.

[5]龔惠紅.放大電路輸出電阻的分析［J］.湖北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，33（6）：111-112.

[6]楊彥從，王振翀.分析求解放大電路輸出電阻的教學(xué)思路探討［J］.中國(guó)電力教育，2010（3）：56－57.

[7]宋飛飛.BJT放大電路的小信號(hào)模型簡(jiǎn)化及輸出電阻求解［J］.科技資訊，2016（11）:14-17.