bjt放大电路的小信号模型简化及输出电阻求解

《bjt放大电路的小信号模型简化及输出电阻求解》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、BJT放大电路的小信号模型简化及输出电阻求解　　摘要：在模拟电子技术教学中，BJT的H参数及小信号模型简化过程是学习的基础，但也是最难以理解的内容，该文详细的介绍了小信号模型的简化过程。随着大规模集成电路的发展，多级放大电路各个参数的求解至关重要，运用欧姆定律求解放大电路的输出电阻比较麻烦，提出一种等效变换法来求解放大电路的输出电阻，并通过单极放大电路和多级放大电路的例子，证明等效变换求解放大电路的输出电阻是最有效的方法。　　关键词：H参数；小信号模型；欧姆定律；等效变换；输出电阻　　中图分类号：TN72文献标识码：A文

2、章编号：1672-3791（2016）04（b）-0000-00　　引言5　　模拟电子技术不仅是电类各专业的一门技术基础学科，也是生物医学工程、医学影像技术等医学相关专业的基础学科，它主要研究各种半导体器件的性能、电路及应用。而晶体三极管构成的基本放大电路，又是模拟电子技术最基本的、最重要的内容，因此，BJT的H参数及小信号模型的建立和简化，是掌握分析放大电路的基础。在实际的工程应用中，晶体三极管的单极放大倍数有限，大规模集成电路的发展，提高了电路的放大倍数，实现了将微弱的电信号进行放大的作用，那么在设计集成电路时，对多

3、级放大电路各个参数的求解将显得尤为重要，特别是放大电路的输出电阻求解，而欧姆定律法求解输出电阻过于复杂，因此该文提出用等效变换法求解放大电路的输出电阻。　　1BJT的H参数及小信号模型　　由于三极管是非线性器件，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。当放大电路的输入信号电压很小时，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所组成的电路当作线性电路来处理。　　低频小信号模型[1]如图1所示，它是用H参数来描述的，在交流通路中，把

4、一个晶体管看成一个两端口网络，输入一个端口，输出一个端口。　　图（a）是将BJT封装起来，测试它的两个特性，输入特性和输出特性。图（c）是输入特性曲线，其中不同，输入特性曲线是有一些变化的，即要保持不变，增大时也要增大。从图（d）的输出特性曲线中，当变化时，是在一个特定的上变化的，就在一定时，分析与这个函数的变化，从这两组特性上，如果仅从数学的角度去描述它，那么BE之间的电压，是和的函数；而输出回路的，也是和的函数。　　从数学角度进行建模，即BE之间的电压，是和的函数；而输出回路的，也是和的函数进行分析，输入和输出回路的

5、自变量是两个相同的自变量，和，但是两个回路的函数不一样，在输入回路里面，函数是BE之间的动态电压；在输出回路里面，函数是电流，即，下面的分析都是从这两个函数关系进行变化的。5　　小信号模型研究的不是某一条特性，而是在有变化量时的特性，即在Q点有变化时的模型。采用对函数求全微分的方法，，在低频小信号作用下，函数和自变量之间的关系就是全微分：　　这里有几个特定的关系，CE间的电压是一定的，分析和BE之间的关系；是一定的，那么分析和之间的关系；是一定的，分析和之间的关系；是一定的，分析和之间的关系。因此定义4个参数，其中和表示

6、的是一个动态的量，一个量，或者是一个交流小信号量。可以简化如下：　　上述公式中，将晶体管看成一个黑盒子，向黑盒子里面看，从输入端看到一个，这个碰到的首先是一个电阻，然后还看到一个受控源，是CE间的电压控制BE之间的电压。从输出回路看进去，可以看到一个受控电流源，是控制的；还有一项是与受控电流源并联的另外一路电流，它是这个动态电阻在此处产生的电流，可以得到一个图1（b）中的模型，这个模型完全是由这个公式建立起来的。这个数学模型，首先是选择合适的自变量和函数，研究的低频小信号情况，用变量进行替换，按照最后得到的式子，建立数学

7、模型。　　研究这4个H参数的物理意义的目的是这个电路仍然复杂，再通过近似法，将该数学模型简化的更合理一些，忽略掉一些参数，具体如图2所示。　　描述的是不变的情况下，的变化量与的变化量之比。晶体管在静态工作点Q下，取一个和一个，即一个变化的电压比上一个变化的电流，得出的是一个动态电阻，我们将Q点下取的变化量得到的电阻叫做，指的是BE之间的动态电阻。所以的物理意义就是BE之间的动态电阻。　　描述的是不变的情况下，的变化量与的变化量之比。从图（b）中可以看出，在静态工作点处，由于变化，曲线向左或者向右移动，产生5。它的物理意义

8、是，输出回路CE之间的电压对BE之间的影响，是反馈量，即输出通过一定的方式影响到输入就叫做反馈。对于管子自身CE之间的电压就对BE之间的电压有影响，所以我们称为内反馈系数。　　描述的是在一定的条件下，和变化量之比，就是电流放大系数。晶体管就是通过它的电流放大来进行能量控制的。　　是在一个下，研究在Q点附近产生的变化对