晶体管的h参数等效电路及动态参数的估算ppt课件

1、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 iBuBEOUBEQQubeibIBQebUbeIb+_rbe1. 1. 晶体管的晶体管的h h参数等效电路参数等效电路 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，经过求全微分来定义h参数，并建立等效电路模型。1.1 1.1 经过特性曲线建立等效电路经过特性曲线建立等效电路bbebeiur 晶体管的输入回路可以用输入特性曲线上任务点Q 附近的动态输入电阻 rb

2、e 来模拟。图02.02.15 晶体管输入回路的模拟uCEOICQUCEQQIBQiCcIcUce+_IbbI 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。bI 将输入和输出回路的模型合在一同，即构成了晶体管的简化模型。ebUbeIb+_rbecIcUce+_Ib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，经过求偏导数来定义h参数，并建立等效电路模型。1.2 1.2 经过特性曲线方程式建

3、立等效电路经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，为研讨各变量间的关系，可对上列iC和uBE的函数求全微分：),(),(CEBCCEBBEuifiuifuCECECBBCCCECEBEBBBEBEddddddBCEBCEuuiiiiiuuuiiuuIUIU式中出现的四个系数，分别为CEBBE11Uiuh，称为输入电阻，符号h11也表示为h11e或hi e， 即 rbe。BCEBE12Iuuh，称为电压反响系数，符号h12也表示为h12e 或hr e。CEBC21Uiih，称为电流放大系数，符号h21也表示为h21e 或hf e，即。BCEC22I

4、uih，称为输出电导，符号h22也表示为h22e或ho e， 即1 / rce。上述方程式如仅思索正弦量，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：ebIb+_h11cIc+_Ibh21Uceh12Uce1/h22Ube+_ebIb+_rbecIc+_IbUcehreUceUbe+_1/rce),(),(CEBCCEBBEuifiuifu图图02.02.15 晶体管晶体管h 参数低频交流等效电路参数低频交流等效电路 请留意，h参数是一种小信号参数，也称微变参数或交流参数。h参数的大小与任务点有关，在放大区根本不变，所以 h 参数只适宜对交流小信号的分析。其次h参数的求解都有一 定

5、的条件，四个h参数也有一定的物理意义，将在下面引见 。 晶体管低频小信号模型中的h12的数值很小，普通小于10-4，可以忽略；而1/ h22那么很大，普通在105以上，放大电路外围的电阻值普通在几千欧，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。ebIb+_rbecIc+_IbUceUbe图图02.02.16 晶体管低频小信号简化模型晶体管低频小信号简化模型2.1 晶体管交流输入电阻晶体管交流输入电阻rbe的求解的求解2.1.1 经过晶体管输入特性曲线求解经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：QbbebeIUrQ

6、QbIbeU0UDIDUbeIb 在讨论这个问题时，可借助于晶体管的物理构造表示图，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 经过发射结伏安特性方程式求解经过发射结伏安特性方程式求解rbeTE BTE B/ES/ESEe1)e (UuUuIIi其交流电导为 TE/ESTE BE eTE Be1dd1UiuIUuirUEQTeIUrQ常温下UT26mV，所以reQUT /IEQ=26 mV/ IEQcbebcbCebCbbrcbrer图图02.02.11 物理构造

7、表示图物理构造表示图mA)(mV)(26)(1)(1EQbbEQTbbbeIrIUrrQ 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，rbb200300。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晶体管电流放大系数 的求解的求解CiC EuOQB1IB2IBiB1IB2ICiCEQUCEuBCii21h 输入信号经过耦合电容加在三极管的发射结于是有以下过程：o2cLc)b(cbbe1iuCuRiiiiuCu三极管放大作用 变化的 经过 转变为

8、变化的输出电压ciLc/ RRcRCCVVTBIBEUCICEUoUbR2C1CLRiU2. 2. 动态参数的估算动态参数的估算OOttOtBEbeuUBEuOOttOtceuCEuCEU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；交流直流叠加在一同用uBE、 uCE表示。 1 放大电路主要利用三极管或场效应管的控制造用放大微弱信号，输出信号在电压或电流的幅度上得到了放大，普通来说输出信号的能量得到了加强。 3.1 放大电路的根本概念3.1.1 3.1.1 放大的概念放大的概念 根本放大电路普通是指由一个三极管

9、或场效应管组成的放大电路，可以将根本放大电路看成一个双端口网络。信号源suRsiuou负载直流电源放大电路LRA2 输出信号的能量实践上是由直流电源提供的，只是经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供应负载。 以共射组态根本放大电路为例加以阐明。电路如下所示。以共射组态根本放大电路为例加以阐明。电路如下所示。 构成放大电路必需保证构成放大电路必需保证三极管处于放大形状，即三极管处于放大形状，即发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏；保证输入信号可以加到；保证输入信号可以加到三极管的输入回路，同时三极管的输入回路，同时经三极管放大的信号，可经三极管放大的信号，可以保送到负载上去。以保送到

10、负载上去。 根本放大电路的组成包根本放大电路的组成包括：括：1。三极管。三极管2。偏置电阻。偏置电阻3。负载电阻。负载电阻4。耦合电容。耦合电容5。直流电源。直流电源+ + +LReRcRb2Rb1R+ +CCV2C1CeCiUoUVT+ + +LReRcRb2Rb1R+ +CCV2C1CeCiUoUVT三极管VT：放大信号，起的能量控制的作用；偏置电路Rb1、 Rb2、Re ：使三极管发射结正偏，集电结反偏，保证三极管具有放大才干；负载电阻：包括三极管的集电极负载电阻Rc，放大电路的负载电阻RL； 耦合电容C1、 C2：耦合电容对放大的交流信号可视为短路， C1、 Ce可保证信号加到发射结，

11、 Ce 称旁路电容。 C2可保证信号加到负载电阻RL上； 直流电源VCC：向根本放大电路提供任务电流，以及在三极管的控制之下向负载保送转换成的信号能量。 静态静态 时，放大电路的任务形状，时，放大电路的任务形状，也称直流任务形状。也称直流任务形状。0iu 放大电路建立正确的静态，是保证动态任务放大电路建立正确的静态，是保证动态任务的前提。分析放大电路必需求正确地域分静态和的前提。分析放大电路必需求正确地域分静态和动态，正确地域分直流通道和交流通道。动态，正确地域分直流通道和交流通道。 动态动态 时，放大电路的任务形时，放大电路的任务形状，也称交流任务形状。状，也称交流任务形状。0iu 直流通道

12、 交流通道 直流电源和耦合电容对交流相当于短路 即能经过直流的通道。从C、B、E向外看，有直流负载电阻， Rc 、 Re 、 Rb1、 Rb1 。 能经过交流的电路通道。如从C、B、E向外看，有等效的交流负载电阻， Rc/RL和偏置电阻Rb1、 Rb2 。 假设直流电源内阻为零，交流电流流过直流电源时，没有压降。设C1、 C2 足够大，对信号而言，其上的交流压降近似为零。在交流通道中，可将直流电源和耦合电容短路。eRcRb2Rb1RCCVVT+ + +LReRcRb2Rb1R+ +CCV2C1CeCiUoUVTLRcRb2Rb1RCCViUoUVT动画3-5 请留意，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