模拟电子技术中电路模型的应用
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【摘要】本文通过三个实际案例主要分析了在模拟电子技术中、建立电路模型的简单方法。此方法适合模拟电子技术放大电路中的各种功率、电压以及集成运算放大电路等。对发展中未知放大电路的形成和应用也可以，选择合适的电路模型能够让问题简单化、直观化。
【关键词】电子技术电路模型模拟应用
模拟电子技术作为电气工程类专业的一门基础课程，对以后学习数字电子技术课程具有非常重要的作用。电子元件具有非线性的特点，所以在分析各种电子元件的性能、计算电子电路的参数时，其计算过程都较复杂。在不一样的条件下，采用不同的电路模型，对这类电路的检修和使用非常有帮助。选择恰当的电路模型可以把复杂的问题简单化，从而高效解决问题。
一、晶体管类型的简化小信号模型
一般情况下，晶体管都具有非线性的特点，分析放大电路时情况较复杂，不能采用线性电路的方法进行晶体管类型的电路进行分析。然而，如果输入信道的电压数值较小，就能够采用小信号模型分析方法，把三极管构成的放大电路当作线性电路进行解决，减小计算量[1]。
1、共射极放大电路。把晶体管用小信号模型替代，使得小信号等效电路成为线性化的纯阻电路，在分析放大电路的各项性能指标时较方便。固定偏置共射极放大电路，在输入交流小信号的时候，电路中的相应部位可以忽略不计交流信号的容抗性。在交流通路过程中可以当作短路处理，直流电源设置为恒定压源，没有交流压降现象[2]。
2、共基极放大电路。该电路输入电压分别在发射极和基极之间，输出电压从集电极和基极两面出，所以基极成为了输入电路和输出电路的共同端口。共基极放大电路和小信号等效电路如图1所示。其中RB1、RB2是基极偏置电阻，RB3是集电极电阻。
3、共集电极放大电路。晶体管的一端为输入端，另一端为输出端，留出一端作为公共端。因为可以成为共集电极放大电器。在这种电路模型中，输入信号由基极输入，产生交流电流，然后通过晶体管在输出的端口放大，经过发射极电阻时交流电压变大，导致从发射极的一端传输到负载的另一端。由于发射极被当作输出端点，所以又被称为射极输出器[3]。
二、二极管的电路模型分析
在真实的工程应用中，必须分析具体的工程情况，选择恰当的二极管模型。因为使用条件不同，所采用的二极管电路模型也不同。常用的二极管电路模型有4种不同的形式。
1、理想模型。当面对二极管回路的电源电压较大时，二极管的功能就相当于一个开关。二极管位置在正向偏置时，说明出现短路；二极管位置处于反向偏置时，等同于断路。理想模型的运放特点：设置两个输入端之间的电压无线接近于零，流进输入端口的电压也接近零；输出端的电大保持在输出饱和电压之间，数值不确定，输出端口的电流同样不确定，即把它看作是电流不确定的电流源。
2、折线模型。这种模型由电池和电阻组成，电池的电压为二极管的门坎电压，电阻数值是200Ω。折线模型是对另一种模型———恒压降模型的进一步完善。
3、恒压降模型。如果二极管的电流大于1mA，那么二极管的作用就等同于一个恒压降模型。假设二极管的管压是恒定的，不会随着电路电流的改变而改变。取其典型数值为0.7v。如果电路器件不改变，把二极管用恒压降电路模型替代，则：Io=（UDD-UD）/R=9.3mA.。通过进一步分析，发现恒压降模型方法和二极管的理想模型方法相似，且合理。但是如果UDD较小，两种等效电路的分析结果就会产生很大差异。
4、小信号模型。针对交流小信号的电路，二极管的作用就相当于小信号模型电路。在分析二极管的应用电路过程时，首先，进行静态分析，认真计算得出二极管的静态工作点。其次，用二极管的小信号相同效果的电路实施动态分析。最后，进行综合分析。通过恒压降模型进行静态分析，得出二极管的直流电流、直流压降。
三、场效应管的小信号电路模型
这种电路模型由于受到电流源的控制为受栅源电压。其输入端口无限接近开路，它的输入电阻比晶体管的要大。同时由于场效应管的输出电阻较大，当输出电阻和后面并联的负载相比较大时可以忽略不计。
四、模拟电子技术电路的演变形成方法
1、稳压电源电路的演变。直流稳压电源作为电子设备的能源，需要输出较大的功率，从而带动较重负载。它相当于一个能源转换电路，把电网交流电转变成直流电，当负载发生变化以及交流电网波动时，必须保证直流电压很稳定。其稳压功能是直流电压的关键内容，电路系统较复杂。此电路是电压负反馈，通过稳定输出电压，电路系统直接从已经知道的射极构成电路系统。此电压是交流电救过整合流动与电容滤波以后得到的直流电压，接入稳定管后，缺德基极得到的是稳定电压，射极输出的电也为稳定电压，防止输出端出现负载的变化，充分利用电路的电压负反馈，从而稳定输出电压。变化的电压都是通过调整压降大小以及管和负载的关系实现的，所以也可以称作串联型稳压电路。在这种稳压电路中，管耗较大，效率很低。但是该稳压电路不能放大外来输入信号，通过设置法令来调节管工作的开关状态，以节约管耗[5]。
2、功率放大电路的演变。在输入或者输出为正弦波并且不失真的条件下，输出的功率为交流功率。电源供应直流功率，在一定的输出功率条件下，可以减小直流电源的功耗，从而提高电路的效率。功率放大电路能够提供负载量大的信号功率，在输入信号控制下，功放把电源的直流电转化为负载需要的功率变换器，在转化过程中由于功放管自身具有很大的耗散功率引起发热，所以，需要采用散热片，另外加保护措施。如果提高效率，可以降低无用的管耗，把输出功率提高，设置功放的静态设置为丙类状态。当电压通过多级电压放大器提供时，它承担着放大电流和负载的作用，功放由此演变[6]。
五、结语
综上所述，大多数的电子电路都属于非线性电路。我们可以采取一定的方法的措施，满足期间从非线性转化为线性的条件，从而建立起不同的线性模型，采用线性电路的分析办法计算出电子电路。本文通过对真实案例的详细分析，把复杂的问题简单化，更好地解决了问题。
参考文献
[1]肖桂凤.谈谈“模拟电子技术”教学中学员兴趣的激发[J].中国电力教育. 2010（24）
[2]刘洋，张雅洁. Multisim在模拟电子技术教学中的应用[J].中国科教创新导刊. 2009（22）