1.7 受控源
受控源又称非独立源。受控源的电压或电流不是独立存在的,而是受到电路中某处电压或者电流的控制。
根据受控源在电路中呈现的是电压还是电流,以及这一电压和电流是受到另一处的电压还是电流控制,受控源分为四种类型:电压控制电压源(VCVS)、电压控制电流源(VCCS)、电流控制电压源(CCVS)和电流控制电流源(CCCS)。
受控源的图形符号如图1-19所示,区别于独立源,受控源用菱形表示其电源部分。图中,u1和i1分别表示控制电压和控制电流,μ、r、β、g分别是相关的控制系数。其中,μ、β是无量纲的量,r和g分别具有电阻和电导的量纲。当这些系数为常数时,被控量与控制量成正比,这种受控源称为线性受控源。本书只讨论线性受控源,故一般略去“线性”二字。
图1-19 受控源
受控源是实际电路器件的一种抽象。很多电子器件或电子电路可以用受控源来表征,即用受控源来作为它们的电路模型,描述它们输入与输出的关系。例如,晶体三极管的集电极电流受基极电流控制,可以用含有受控源的电路模型来表示。在图1-20(a)所示的晶体管电路中,b是基极,e是发射极,c是集电极。在基极b和发射极e之间输入信号电压ube,得到如下简化关系式:
ube=rbeib
ic=βib
式中,rbe是b-e之间的等效电阻,β为三极管的电流放大倍数。据此画出如图1-20(b)所示等效电路。其中,βib就是一个电流控制的电流源。
图1-20 晶体三极管及其等效电路
独立源在电路中作为电源或输入信号时,起着“激励”的作用,因为有了它,电路中才会产生电压和电流。受控源则不同,其电压或电流受电路中其他电压或电流的控制,当这些控制量为零时,受控源的电压或者电流也为零,相当于短路或者开路。因此,受控源是用来反映电路中某处的电压或电流受到另一处的电压或电流控制这一现象的,它本身不直接起“激励”作用。