体管的h参数等效电路及动态参数的估算.ppt

E4a0224 等效电路法 E4a02242 晶体管的h参数等效电路 及动态参数的估算 1. 晶体管的h参数等效电路 晶体管h参数等效电路的推导有两种方法，一是从晶体管的特性曲线出发，模拟出晶体管输入回路和输出回路的等效电路模型；二是在低频线性条件下将晶体管看成一个线性双口网络，然后用输入和输出特性曲线方程式，通过求全微分来定义h参数，并建立等效电路模型。 1.1 通过特性曲线建立等效电路 晶体管的输入回路可以用输入特性曲线上工作点Q 附近的动态输入电阻 rbe 来模拟。 图02.02.15 晶体管输入回路的模拟 晶体管的输出特性曲线近似一个电流源，这个电流源受基极电流控制，属于电流控制电流源(CCCS)，所以，晶体管的输出回路可以用近似的电流源 来模拟。 将输入和输出回路的模型合在一起，即构成了晶体管的简化模型。 图02.02.15 晶体管输出回路的模拟 图02.02.16 晶体管的简化模拟 低频线性条件下将晶体管看成一个线性双口网络，然后用输入和输出特性曲线方程式，通过求偏导数来定义h参数，并建立等效电路模型。 1.2 通过特性曲线方程式建立等效电路 晶体管在输入和输出特性曲线方程式如下： 在小信号条件下，为研究各变量间的关系，可对上列iC和uBE的函数求全微分： 式中出现的四个系数，分别为 ，称为输入电阻，符号h11也表示为h11e或hi e， 即 rbe。 ，称为电压反馈系数，符号h12也表示为h12e 或hr e。 ，称为电流放大系数，符号h21也表示为h21e 或hf e，即?。 ，称为输出电导，符号h22也表示为h22e或ho e， 即1 / rce。 上述方程式如仅考虑正弦量，可用复数量表示，写成 由此可画出晶体管低频交流小信号模型： ? 图02.02.15 晶体管h 参数低频交流等效电路 请注意，h参数是一种小信号参数，也称微变参数或交流参数。h参数的大小与工作点有关，在放大区基本不变，所以 h 参数只适合对交流小信号的分析。其次h参数的求解都有一 定的条件，四个h参数也有一定的物理意义，将在下面介绍 。 晶体管低频小信号模型中的h12的数值很小，一般小于10-4，可以忽略；而1/ h22则很大，一般在105?以上，放大电路外围的电阻值一般在几千欧，所以也可以忽略。于是可以得到h参数简化模型，如图02.02.16所示。 图02.02.16 晶体管低频小信号简化模型 2. h参数的求解 2.1 晶体管交流输入电阻rbe的求解 2.1.1 通过晶体管输入特性曲线求解rbe 晶体管的交流输入电阻rbe ，输入特性曲线上的求解过程如下： Q Q Ube Ib 在讨论这个问题时，可借助于晶体管的物理结构示意图，见图02.02.17 (图中受控源未画) ，晶体管内部有发射区、集电区和基区，以及两个PN结，b相当基区内的一个点，b才是基极。晶体管发射结伏安特性曲线方程式如下： 2.1.2 通过发射结伏安特性方程式求解rbe 其交流电导为 常温下UT≈26mV，所以re?Q≈UT /IEQ=26 mV/ IEQ 图02.02.11 物理结构示意图 在共射组态下，从基极b看进去的等效电阻为rbe，其中的电流是ib。所以rbe是两部分电阻之和，一个是rbb? ，另一个是re归算到基极回路的电阻值，所以有 对于小功率晶体管，rbb′≈200?～300?。大功率晶体管的rbb′约十几欧姆至几十欧姆。 2.2 晶体管电流放大系数 ? 的求解 输入信号通过耦合电容加在三极管的发射结于是有下列过程： 三极管放大作用 变化的 通过 　　转 变为变化的输出电压 2. 放大原理 2. 动态参数的估算 3. 放大电路中的电压波形 　　在放大电路中变化的交流信号是叠加在静态的直流信号之上的。静态时的直流信号用UBE、 UCE表示；交流信号用ube、 uce表示；交流直流叠加在一起用uBE、 uCE表示。 1． 放大电路主要利用三极管或场效应管的控制作用放大微弱信号，输出信号在电压或电流的幅度上得到了放大，一般来说输出信号的能量得到了加强。 3.1 放大电路的基本概念 3.1.1 放大的概念 基本放大电路一般是指由一个三极管或场效应管组成的放大电路，可以将基本放大电路看成一个双端口网络。 2． 输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，只是经过三极管的控