模拟电子技术 4.3.2 小信号模型分析法.ppt

* 图解法的优点： 1、可直观地了解放大电路的工作情况。 * 2、有助于理解电路参数对Q点的影响， Q点位置对vo波形的影响。 从而合理安排Q点，即选择合适的电路参数。 使Q点位于交流负载线的中央，获得最大的不失真输出波形。 （由vi→vo的倒相放大作用、还可测出AV） 缺点： 1、需作图，太繁琐； 2、无法分析电路的其它性能指标; 由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。 4.3.2小信号模型分析法 建立小信号模型的条件 当放大电路①Q点选在线性区②输入电压信号很小时， vBE iB BJT小信号建模方法 （1）从特性方程出发 （2）从物理模型出发 就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替 从而把三极管这个非线性器件线性化处理。 * vBE vCE iB c e b iC BJT双口网络 小信号模型的种类： 双口网络 vi vo ii io 任何一个双口网络，其特性都可用vi、ii 、vo 、io四个量表示， 任选其中两个为自变量，另两个为函数，即可得到一组方程，（网络参数）。 （1）Z参数（开路阻抗参数）： ii 、 io 自变量； vi、 vo 函数。 （2）Y参数（短路导纳参数）： vi、 vo自变量； ii 、 io 函数。 （3）H参数（混合参数）： ii 、 vo 自变量； vi、 io 函数。 参数中有阻抗、导纳、比例系数等，故称之。 ※ 混合参数的特点： 1）物理意义明确； 2）便于测量； 3）低频时为常数 所以，在低频电路中应用广泛！ * 1.BJT的H参数小信号模型 （1） BJT的H参数的引出 在小信号情况下，对上两式在静态点处取全微分得 用小信号交流分量表示 vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce 对于BJT双口网络，我们已经知道输入输出特性曲线如下： iB=f(vBE)? vCE=const iC=f(vCE)? iB=const 可以写成： vBE vCE iB c e b iC BJT双口网络 * H参数的意义： 输出端交流短路时的输入电阻，常用rbe表示； 输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数，常用β表示； 输入端交流开路时的反向电压传输比，常用μre表示； 四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H参数）。 输入端交流开路时的输出电导，常用 表示； rce 1 vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce * H参数方程 H参数的几何意义（补充） 入特曲线在Q点处切线斜率的倒数 在Q点附近，两条单位间距的入特曲线间的横向距离。 出特曲线在Q点处切线的斜率 在Q点附近，两条单位间距的出特曲线间的纵向距离。 ——电流放大系数 rce为出特曲线在Q点处切线 斜率的的倒数。 * （2）BJT的H参数小信号模型： ①由输入电压方程 vbe等于ib在rbe上的电压降+vce的反作用（受控电压源） iC = ib + vce ②由输出电流方程 iC等于ib引起的电流（受控电流源）+vce在输出电阻上引起的电流 * － － ＋ ＋ rbe ib vbe revce e b ＋ － ic vce ib c rce e b、e之间等效为一个输入电阻和一个受控电压源的串联。 c、e之间等效为一个输出电阻和一个受控电流源的并联。 ? ib ic vce ib vbe urevce rbe rce 讨论： ①等效电流源 ? ib 是受控电流源，表征 ib 对 ic 的控制作用，若ib = 0， ?ib 不存在。 其流向由 ib 决定，不能任意设定： 若 ib 由 b→e（流向e极），则 βib 从 c →e ； 反之，若 ib 从b极流出，则βib 从 e → c ； * ②等效电压源 是受控电压源，表征vce对输入回路的反作用，其极性与vbe相反（绕回路一周），即抵消vbe的作用。 ③BJT小信号模型的对象是压、流的微变量（交流小信号），所以不能用此定Q或计算压、流的瞬时值（总值） ④此BJT小信号模型只适用于中低频情况， 不适用于高频电路，因为没有考虑结电容的影响。 * ⑤H参数是