电子电路分析 (12)

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1、第1章　直流电路的计算2.1电阻元件的连接及分流、分压公式2.2实际电源间的等效变换2.3支路电流法与网孔电流法2.4节点电压法2.5戴维南定理和诺顿定理2.6齐次定理、叠加定理、替代定理2.7受控源的原型及其含受控源电路的计算2.7受控源的原型及其含受控源电路的计算2.7受控源的原型及其含受控源电路的计算前面各章节出现的用圆形符号表示的电流源、电压源，其值是确定的，能独立向外输出功率，称为独立源；电路中还存在另一类电源，它们的电流、电压值要受其它支路的电流或者电压控制，它们不能独立向外输出功率，称为受控源（非独立源），用菱形符号

2、表示。受控源反映了某处电流、电压信号能传递并影响另一处电流、电压这种特性，受控源的出现使电路的计算复杂化，但只要恰当地写出控制量关系式，问题便能迎刃而解。2.7.1四种受控源的原型器件左图中，场效应管栅源间电压UGS（控制量）如增大，D点通向S点的导电沟道加宽，使D点流向S点的电流ID（受控量）增加。右图用电压控制电流源（VCCS）作为场效应管的电路模型，支路1为控制支路，支路2为受控支路，其受控源的VCR式为I2=gU1，其中常数g称为转移电导。图中的方框表示控制支路的某一电路元件，可见受控源是一个四端网络，包含控制和受控两条支

3、路。左图中，晶体三极管的基极电流Ib（控制量）如增大，会使集电极电流Ic（受控量）成比例增大。右图用电流控制电流源（CCCS）作为晶体三极管的电路模型，其受控源的VCR式为I2=βI1，其中常数β称为电流放大倍数。左图中，真空三极管栅极电位增高，吸引阴极所发射电子的能力增强，使更多电子到达阳极，最终使阳极的对地电压（受控量）成比例变化。右图用电压控制电压源（VCVS）作为真空三极管的电路模型，其受控源的VCR式为U2=μU1，其中常数μ称为电压放大倍数。左图中，他激直流发电机的励磁电流I1通入发电机的转子，I1（控制量）如增大，旋

4、转磁场增强，会使定子绕组中的感应电压（受控量）成比例增大。右图用电流控制电压源（CCVS）作为他激发电机的电路模型，其受控源的VCR式为U2=μI1，其中常数r称为转移电阻。电子线路中使用的场效应管、晶体三极管、真空三极管和他激直流发电机分别是电压控制电流源（VCCS）、电流控制电流源（CCCS）、电压控制电压源（VCVS）、电流控制电压源（CCVS）的原型器件之一。本书所述受控源的g、β、μ、r均为常数，称为线性受控源。将实际器件用受控源来模拟的目的是为了纳入数学计算，便于分析。2.7.2仅含线性电阻和受控源的二端网络的等效电路

5、仅含线性电阻和受控源的二端网络，控制支路与被控支路均在端口内，对外电路而言，可等效为一个线性电阻元件，其等效电阻值可能为正值、负值或为零。当其等效电阻为负值时，该二端网络与外接有源电路连接后可以向外输出功率，相当于一个电源。因为受控源内部（指被模拟的实际器件内部）往往有工作电源来提供能量。P56[例2—28]解上图所示电路没有独立电源存在，为了计算该二端网络的等效电阻，假设在端口外加独立电压源U，必定引起端口电流响应I，列写该端口U和I的VCR式，则该二端网络的等效电阻定义为：R0=U/I，这是求等效电阻的一般方法。其中U1=RI

6、称为控制量关系式，该关系式将控制量用端口上的U和I来表示。从R0的其表达式还可以看出，受控源本身相当于一个值为“-μR”的电阻。若电压放大倍数μ>1，则为R0负值。P57[例2—29]解对上图列写端口VCR式P57[例2—30]解输入端口的VCR式2.7.3受控源电路的等效变换在本章第二节中，电压源与电阻的串联支路对外可等效变换为电流源与电阻的并联支路。与此相似，一个受控电压源(仅指菱形符号的受控支路)与电阻的串联支路，对外也可等效变换为一个受控电流源与电阻的并联支路，如下图所示，但变换中要特别注意不能由于电路变形，破坏了控制支路

7、。P58[例2—31]解（1）等效变换的过程如图（a）→（b）→（c）所示。对（c）图列写端口的VCR式。有（2）控制量更改为(d)图中的U1后，因为等效变换会破坏电阻所在支路，U1不便标注，这时可直接列写端口U和I的VCR式，不必进行等效变换2.7.4受控源电路的等效变换列含受控源电路的网孔方程时，先将受控源类似于独立源处理，这样列出的方程往往包含控制量这个未知量，因此未知量个数多于方程数，应该再列一个控制量关系式（将控制量转换用网孔电流表示），与原方程组联立。P59[例2—32]P59[例2—33]解网孔方程的每一项都是电压量

8、，遇到电压源可直接写进方程中。该例题有两个受控电流源，最下两条支路电源等效变换后得（b）图，没有破坏控制量；而“5U”受控电流源在外围支路上，那么该受控电流源所在网孔的方程不需要列写，直接得出Ib=-5U。则有2.7.5节点电压应用于含受控源的电路