1、二、线性放大器的解析法 晶体三极管的小信号模型 线性放大器的解析法(一)三极管的小信号模型三极管共射 h参数等效模型三极管的混合 模型1、三极管共射 h参数等效模型放大电路是一个双口网络。从端口特性来研究放大电路,可将其等效成具有某种端口特性的等效电路。+-uo+u+-i放大电路u-R+SSRL信号源 负载iiio思路:将非线性的BJT 等效成一个线性电路+i-ube+-ubTce+ci +bucei+-+ibecu-二端口网络),(CEB1BEuifu =在小信号情况下,对上两式取全微分得CEBCEBEBCEBBEBEddd uuuiiuuIU+=用小信号交流分量表示:( 注意字母大小写以示
2、区别)ube= h11eib+ h12euceic= h21eib+ h22euce对于BJT 双口网络,有输入特性和输出特性曲线 :iB=f(uBE)uCE=常数iC=f(uCE)iB=常数可以写成:),(CEB2Cuifi =CEBCECBCEBCCddd uuiiiiiIU+=uBEuCEiBcebiCBJT双口网络(1) 晶体三极管的h参数定义各 h参数的物理意义:CEBBE11eUiuhiBuBEuBEiBce12eb11ebeuhihu +ce22eb21ecuhihi +定义:UCE恒定(UCE= UCEQ:输出端交流短路)时的输入电阻单 位:欧姆( )惯用符号: rbe几何意义
3、:各各h参数的物理意义参数的物理意义BCEBE12eIuuh=iBuBEuBEuCEce12eb11ebeuhihu +ce22eb21ecuhihi +定义:IB恒定( IB= IBQ:输入端交流开路)时的反向电压传输比单 位:无量纲惯用符号: T几何意义:CEBC12UeiihiCiBiCuCE各各h参数的物理意义参数的物理意义ce12eb11ebeuhihu +ce22eb21ecuhihi +定义:UCE恒定(UCE= UCEQ:输出端交流短路)时的三极管的正向电流传输比或电流放大系数单 位:无量纲惯用符号: 几何意义:BCEC22IeuihiCuCEiCuCE各各h参数的物理意义参数
4、的物理意义ce12eb11ebeuhihu +ce22eb21ecuhihi +定义:IB恒定( IB= IBQ:输入端交流开路)时三极管的输出电导单 位:西门子(S)惯用符号:1/ rce几何意义:根据可得小信号模型ube= h11eib+ h12euceic= h21eib+ h22euceuBEuCEiBcebiCBJT双口网络BJT的 h参数模型(2) h参数小信号模型记 rbe= h11e = h21eT = h12erce= 1/h22e则 BJT的 H参数模型为 ibicuceibubeTucerberce T很小,一般为 10-310-4 , rce很大,约为 100k。故一般
5、可忽略它们的影响,得到简化电路(3) 模型的简化ubeuce关于小信号模型的说明H参数均是针对变化量的,因此模型只能用来求动态变化量,不能用来求静态直流量;H参数均是在 Q点附近确定的,因此只有在输入信号幅度不大,晶体管工作在线性区时应用此模型误差较小;模型中受控电流的方向不能随意假定,必须由 ib的流向确定,当 ib流向基极时,受控电流从集电极流向发射极;NPN管和PNP管的模型相同,而且受控电流方向和 ib流向有相同的关系。( 4) h参数的确定由 PN结的电流公式:)1(eT/EBSE=UuIiEBEeb1=dudirEETebmV26IIUr =(常温下)erriririiur+=+=
6、bbbbebbbbbbbebe)(1)(1其中: rbb=200)mA(mV26)(1200EbeIr+所以:TET/EBTS)(eUIUIUu=(二) 线性放大器的解析法微变等效电路的画法:c画交流通路d将三极管用简化的 h参数小信号模型代替e完成电路,并用相量符号标出电压、电流量uouiuiuououiuiuouiuououiuiuoiU&oU&例1:bceuiuo+-Rb2Rb1Rc+iuouccV例2:TRcReRb1Rb2RLuiuo-VCCc1c2+ + +_becReRb2Rb1RcRLuiuobI&rbebecIbcI&+ui_+uo_Rb1Rb2Re1TCe+C2+VccRe
7、2Rb3C1+例3:解:+uo_+ui_Re1Rb3Rb1 Rb2rbebecIbbI&cI&iU&oU&三、 用微变等效电路分析放大电路的性能指标1、计算放大电路的电压增益iouUUA&=bebbeirIUU&=iU&oU&三、用微变等效电路分析放大电路的性能指标1、计算放大电路的电压增益iouUUA&=bebbeirIUU&=LbLccoRIRRIU=&)/(LcLRRR /=式中beLbebLbiourRrIRIUUA= &时=LRbecuOrRA =&负载电阻越小,放大倍数越小。iiiIUR&=2、计算放大电路的输入电阻iU&RiiI&Ri放大电路sU&RsiiiIUR&=2、计算放大
8、电路的输入电阻bebiiirRIUR /=&beibiirURUI&+=iU&oU&3、计算放大电路的输出电阻U&RLI&Ro放大电路0=sULRoIUR&oV&RocoRIUR =&cibbeRricbibRiioRoi0ou+-LR3、计算放大电路的输出电阻U&RLI&Ro放大电路0=sULRoIUR&oV&RocoRIUR =&cibbeRricbibRiioRoi0ou+-LRsouSUUA&=4、计算放大电路的源电压放大倍数siioUUUU&=sisiiURRRU&+=isiuuSRRRAA+=&souSUUA&=siuUUA&=RiRoRiRosU&iU&oU&oU&用微变等效电路法分析放大电路的步骤: 计算三极管简化h 参数小信号模型中的微变参数 rbe 画放大电路的微变等效电路 根据分析线性电路的方法,对放大电路的微变等效电路列出电路方程求解 , Ri和 RouA&CE+VCCuiRCRE1RE2RLRBuo1例题1:试用微变等效电路法计算图示电路的电压增益、输入电阻及输出电阻。