模拟电路静态动态简单分析

知识点：简单动态电路的时域分析上一篇模拟电路文章中，我们已经把模拟电路的重要原则之一——先静后动根据一个简单的题目进行探讨，简而言之，模拟电路为方便计算，将电路分为静态和动态两方面。例如

知识点：简单动态电路的时域分析

上一篇模拟电路文章中，我们已经把模拟电路的重要原则之一——先静后动根据一个简单的题目进行探讨，简而言之，模拟电路为方便计算，将电路分为静态和动态两方面。例如 $v_O=V_{OQ}+v_o$ ，其中 $v_O$ 是时域上的输出电压， $V_{OQ}$ 是输出电压中的偏置量，即静态分量， $v_o$ 是输出电压的波动量，即动态分量。假设 $v_O=10+2sin(\omega t) V$ ，则 $V_{OQ}=10 V, v_o=2sin(\omega t)$ 。根据这个例子下面规范变量书写。

字母本身小写加下标大写，如上述 $v_O$ ，表示某一个物理量时域中的表达式；字母大写加下标大写，如上述 $V_{OQ}$ ，表示静态偏置分量；字母小写加下标小写，如上述 $v_o$ ，表示时域中动态表达式；字母大写，下标小写且字母上有一个点，例如 $\dot{V}_o$ ，表示动态物理量的相量（Phasor）形式。动态物理量时域形式和相量形式的转换可以用上面例子来表示， $v_o = 2 sin(\omega t), \dot{V}_o=\sqrt{2}\angle 0°$ 。相量形式即时域形式的有效值和幅角的表现，因为简单电路中只有一个频率的物理量，将频率忽略，方便计算：

静态分析

简单静态偏置计算：将电路中所有电容开路，根据三极管特性将电路中各点静态偏置电压计算出来。

静

态

分

析

如图所示为一NPN三极管，静态计算时把握三点（以硅三极管为例）：

1. $V_{BEQ}=0.7V$ ；

2. $I_{CQ}=\beta\cdot I_{BQ}$ ;

3. $I_{EQ}=I_{CQ}+I_{BQ}$ 。

因为三极管b极（基极）电流较小，而 $\beta$ 值较大，计算中可以认为 $I_{CQ}\approx I_{EQ}$ ， $I_{BQ}$ 较小并不意味着 $I_{BQ}=0$ 。

但是，在下面情况下，可以先假设 $I_{BQ}=0$ ，然后根据其他物理量计算 $I_{BQ}$ ：

上图中，可以先假设 $I_{BQ}=0$ ，如此 $V_{BQ}=+V_{CC}\cdot \frac{R_{b2}}{R_{b1}+R_{b2}}$ ，串联分压。 $V_{EQ}=V_{BQ}-0.7V$ ，然后根据线性电路计算方法等计算出 $I_{CQ}$ 或者 $I_{EQ}$ ，根据前面提到的静态时的三点计算 $I_{BQ}$ ，如此便是估算法的一种应用。

动态分析

简单动态计算：电容短路，直流电源接地（因为静态偏置电源的动态分量为0），将三极管修改为线性模型（假设输出不失真），根据线性电路计算。

三极管，无论是NPN三极管还是PNP三极管，其对应的低频小信号模型：

如图右侧，计算动态过程中，将电路中原有的三极管替换为右侧线性电路，b、c、e对应关系不能发生改变，进一步化简， $r_{ce}->\infty$ ，所以简化版三极管低频小信号模型为：

将三极管替换成如图的线性元器件，便可以求出动态电路中的物理量，其中 $r_{be}=r_{bb'}+\frac{26mV}{I_{BQ}}$ 。

上述思路同样适用于场效应管，无论是MOS场效应管还是结型场效应管，其对应的动态低频小信号模型均为：

同样， $r_{ds}->\infty$ ，也可以忽略。

本文根据上一篇文章先静后动进一步拓展，简单介绍了静态和动态分析方法，之后对动态具体分析做进一步拓展。

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