小信号模型：原理、分析与应用

1. 小信号模型概述

小信号分析适用于可能为非线性的器件和电路在非常窄的范围内工作的情况。它的核心是找到一个分段线性模型，以确保在这个狭窄的工作范围内拟合的最大精度。小信号模型的主要优点在于，小信号变量在狭窄的工作范围内呈现线性的电压 - 电流（v - i）关系，这使得我们可以使用所有的线性分析技术，如叠加定理、戴维南定理和诺顿定理。

2. 小信号电路模型的推导

小信号电路模型通过创建一个代表原始大信号电路且仅涉及小信号变量的电路，来方便小信号分析。其推导步骤如下： 1. 确定工作点 ：将每个电源设置为其工作点值，并确定电路中每个组件的工作点支路电压和电流。这一步可能涉及非线性的大信号分析。 2. 线性化小信号行为 ：确定每个组件在其工作点附近的线性化小信号行为，并选择一个线性组件来表示这种行为。 3. 替换组件并重新标记 ：用其线性化等效模型（也称为小信号等效模型）替换电路中的每个原始组件，并用小信号支路变量重新标记电路。得到的电路就是所需的小信号模型。

不同类型组件的小信号等效模型如下： | 组件类型 | 小信号等效模型 | | ---- | ---- | | 独立直流电压源 | 短路 | | 独立直流电流源 | 开路 | | 电阻 | 电阻本身 |

MOSFET的小信号模型如图8.10所示。

3. 练习题分析

以下是一些练习题，帮助我们更好地理解小信号模型的应用。 <