晶体管高频小信号等效电路与参数.ppt

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1、封面3.2晶体管高频小信号等效电路与参数返回引言本页完引言返回晶体管在高频小信号运用时，它的等效电路主要有两种形式：物理模拟等效电路（混合π参数等效电路）和形式等效电路(y参数等效电路)。形式等效电路通常亦称为y参数等效电路，是选取输入电压和输出电压为自变量，输入电流和输出电流为参变量，利用导纳参数（y参数），并且不涉及晶体管内部物理过程。物理模拟等效电路通常称为混合π等效电路，是把晶体管内部物理过程用集中元件RLC表示，用物理模拟方法表示等效电路。这在模拟电子技术中曾提及。本节学习要点要求晶体管高频小信号等效电路与参数

2、返回1、晶体管混合π等效电路2、晶体管y参数等效电路3、π参数与y参数的转换4、晶体管的高频参数结束晶体管结构示意图继续本页完rbb'rb’eCb’ecebb'集电结电容，数值很小。(C)Cb’c发射结电容，数值很小。(C)NNPrb’cb'c+---++rbb'rb’erceUbe·Ub’e·Uce·Ib·Ib’·eIc·Ib’·b晶体管h参数模型晶体管h参数模型只适用于电路工作在中频和低频信号的状态下。rbb’和rb’e的串联值就是h参数等效电路中的晶体管输入电阻rbe。1、晶体管混合等效模型ecb一、晶体管

3、混合等效电路3.2晶体管高频小信号等效电路与参数当电路工作在高频信号时，晶体管的等效模型必须考虑极间电容效应，晶体管高频状态下的等效模型称为混合参数模型，以下借助h参数模型得出参数模型。rc为集电区体电阻，数值很小可忽略。rb’c为集电结电阻。rbb’为基区体电阻。rb’e为发射结电阻。re为发射区体电阻，数值很小可忽略。因为有rb’c的分流作用，此时受控电流源不受Ib控制而受Ib’控制，分析起来不大方便，所以也改写为受Ub’e控制，成为压控电流源，控制能力也由改为跨导gm。继续本页完晶体管结构示意图借鉴h参数绘

4、出等效电路考虑到集电结电阻rb’c横跨cb’间，亦把此电阻画在图上。rb’cb'c+---++rbb'rb’erceUbe·Ub’e·Uce·Ib·Ib’·eIc·Ib’·brbb'rb’eCb’ecebb'(C)Cb’c(C)NNPrb’c一、晶体管混合等效电路3.2晶体管高频小信号等效电路与参数1、晶体管混合等效模型gmUb’e·这个电路就是晶体管混合模型。C横跨在集电结电阻rb’c两端。CC横跨在发射结电阻rb’e两端。C继续本页完由h参数等效电路知，rce非常大，对Ic的分流作用很小，可忽略。

5、2、晶体管简化的混合等效模型rb’c是集电结反偏时的电阻，其阻抗远大于C的容抗，亦可看成开路忽略其作用。IC·简化后晶体管的混合模型Crb’cb'c+---++rbb'rb’erceUbe·Ub’e·Uce·Ib··eIc·Ib’·bgmUb’e·b'+---++rbb'rb’eUbe·Ub’e·Uce·Ib··bgmUb’e·CCIcceeC一、晶体管混合等效电路3.2晶体管高频小信号等效电路与参数完整的晶体管混合模型2、晶体管简化的混合等效模型继续本页完采用密勒转换把C拆分为两个电容C’和C

6、’’，分别与输入和输出回路并接。(推导过程可参考童诗白编《模拟电子技术基础》P214。)简化后晶体管的混合模型C’C’’b'+---++rbb'rb’eUbe·Ub’e·Uce·Ib··bgmUb’e·CCIccIC·本等效电路由于C横跨在输入和输出之间，令输入与输出相互牵连，使得对电路的分析变得十分复杂，应想法把晶体管的输入和输出回路相互独立，以便分析。b'+---++rbb'rb’eUbe·Ub’e·Uce·Ib··bgmUb’e·CIcceeee一、晶体管混合等效电路3.2晶体管高频小信号等效电

7、路与参数一、晶体管混合等效电路3.2晶体管高频小信号等效电路与参数2、晶体管简化的混合等效模型继续简化后晶体管的混合模型C’C’’晶体管单向化后的混合模型本页完由密勒定理得C’=(1+

8、K

9、)C·其中K=Uce/Ub’e一般有

10、K

11、>>1，所以C’

12、K

13、C······晶体管总的输入电容为C’C+C’=C+

14、K

15、CCπ’··另外：C’’=[(K-1)/K]CC’’很小，容抗很大可忽略。b'+---++rbb'rb’eUbe·Ub’e·Uce·Ib··bgmUb’e·CIccb'+-

16、--++rbb'rb’eUbe·Ub’e·Uce·Ib··bgmUb’e·CCIccIC·eeee继续C’C’’晶体管单向化后的混合模型本页完简化后的晶体管单向化混合模型通过对晶体管的混合模型简化后发现，其等效电路与h参数等效电路相比较只是多了一个电容C’，C’对输入信号的低频成分呈很大的容抗，可