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小信号模型分析法(微变等效电路法)


ic hoe vce
β = hfe
rce= 1/hoe
• ur很小,一般为10-3∼10-4 , 很小,一般为10 • rce很大,约为100kΩ。故 很大,约为100kΩ 100k 一般可忽略它们的影响, 一般可忽略它们的影响, 得到简化电路 BJT的 BJT的H参数模型为
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2
β 一般用测试仪测出; 一般用测试仪测出;
H参数的确定 H参数的确定
rbe 与Q点有关,可用图示 点有关,
仪测出。 仪测出。 也用公式估算 rbe rbe= rb + (1+ β ) re
rb为基区电阻,约为200Ω 为基区电阻,约为200 200Ω
VT (m ) V 26(m ) V re = = IEQ(m ) IEQ(m ) A A
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建立小信号模型的思路
当放大电路的输入信号电压很小时,就可以把三极管 当放大电路的输入信号电压很小时, 小范围内的特性曲线近似地用直线来代替, 小范围内的特性曲线近似地用直线来代替,从而可以把三 极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。 极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。
dvBE = ∂vBE ∂iB
VCE ⋅ di + B
ic ib + vbe – b e c + vce –
∂iC d iC = ∂iB
∂iC VCE ⋅ diB + ∂vCE
∂vBE ∂vCE
IB
⋅ dvCE
IB
⋅ dvCE
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vbe = hieib + hrevce ic = hfe ib + hoevce
ib + vbe – c b
体 晶 管
ic + vce – 等效
ib + vbe –
线 性 网 络
ic + vce –
e BJT
线性二端口网络
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3.4.1 H参数的引出 H参数的引出
对于BJT双口网络, 对于BJT双口网络,输 BJT双口网络 入输出特性曲线如下: 入输出特性曲线如下: vBE = f (iB,vCE) , iC = g (iB ,vCE) 在小信号情况下,对上两式取全微分得 在小信号情况下,
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ɺ ɺ ′ ɺ Vo = −IcRL = −βIb (RC // RL)
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ɺ Ib
ɺ Vi
+
RB
rbe
b c
T
ɺ Ic
β ib
e
+
ɺ RL Vo

RC


ɺ · Vo A = ɺ V · V
i
·
· − βIb (RC // RL ) = · Ibrbe ′ βRL =− rbe
RB C1
,
−VCC
C2
RC
+
vi
+
+
T
+

RL vo

[解] (a) 画出放大电路的直流通路
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−VCC
+
vi
+
RB C1
RC
−VCC
C2
+
T
+
RB
IBQ
RC

由图可知
RL vo
VBEQ
+
T+
ICQ

直流通路

VCEQ

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−VCC
RB
IBQ
ɺ VT R = ɺ = RB || r i be IT
通常
,故
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c. 输出电阻 o 输出电阻R 由定义
ɺ VT Ro = ɺ IT
VS=0 RL =∞
vi
+
ib bT c
RB rbe
e
ic
β ib
+
RL vo

RC

T c
ic
β ib RC
e
ɺ IT
ii
ib
画出求输出电 阻的等效电路
b
+
ib hie hrevce
_ +
ic c
hfeib
+
vbe
_
1/hoe v ce e H小信号模型
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其中: 其中:
∂vBE hie = ∂iB ∂iC hfe = ∂iB
VCE
vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce
输出端交流短路时的输入电阻; 输出端交流短路时的输入电阻; 输出端交流短路时的正向电流传输比或电 流放大系数; 流放大系数; 输入端电流恒定(交流开路) 输入端电流恒定(交流开路)的反向电压传输比 输入端电流恒定(交流开路)时的输出电导。 输入端电流恒定(交流开路)时的输出电导。
+
ɺ VS = 0
b

RB rbe
ɺ V T
+

Ro
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由图可知 当 VS = 0 时 ii
求输出电阻 的等效电路
ib
+
VS = 0
b
T c
ic
β ib RC
ɺ IT
ib = 0

RB rbe
e
ɺ V T
+

Ro 故
ɺ VT Ro = ɺ IT ɺ VT = ɺ = RC ɺ VS=0 T C RL =∞ V / R

RB rbe
e 上页
RC

下页 Ib
ɺ Vi
+
b c
ɺ β Ib
ɺ Ic
+
ɺ RL Vo

RB rbe
e
RC

图中
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ɺ Ii
ɺ Ib
ɺ Vi
+
b c
ɺ β Ib
ɺ Ic
+
ɺ RL Vo

RB rbe
e
RC
由微变等效电路得

Ri=RB//rbe≈rbe=1.1 kΩ Ω
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在图示电路中,已知:VCC=12 V, RC=2 kΩ, [例] 在图示电路中,已知 , Ω RB=360 kΩ;晶体管 为锗管,其 为锗管, Ω 晶体管T为锗管 =β =60 , C1=C2=10 µF,RL=2 kΩ。试求 , Ω 试求: (a) 晶体管的 BQ,ICQ 及 晶体管的I VCEQ值; (b) 放大电路的 V,Ri, 放大电路的A Ro。
VCE
∂vBE hre = ∂vCE
IB
∂iC hoe = ∂vCE
IB
四个参数量纲各不相同,故称为混合参数( 四个参数量纲各不相同,故称为混合参数(H (hybrid) 参数)。 参数)。
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1 模型的简化
一般采用习惯符号 即 rbe= hie ur = hre
ib hie vbe hrevce hfeib
RC
VBEQ
+
T+
ICQ

VCEQ

(b) 首先画出放大电路的交流通路
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−VCC
交流通路
+
vi
+
RB C1
RC
C2
+
T
+ +
vi
T
RB
+
RL vo

RL vo
RC

微变等效电路
ɺ Ii

ɺ Ib

b c
ɺ β Ib
其次画出放大电路 的微变等效电路
ɺ Vi
+
ɺ Ic
+
ɺ RL Vo
vo与vi相位相反
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ɺ IT
ɺ VT
+

ib bT c
rbe
e
ic

RB
β ib
+
RL vo
RC
Ri b. 输入电阻 i 输入电阻R 由图可知
ɺ VT R = ɺ i IT

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vi
+
RB
ib bT c
rbe
e
ic
β ib
+
RL vo

Ri
RC

(T=300K)

re为发射结电阻。 为发射结电阻。
26(m ) V rbe ≈ 200Ω+ (1+ β) IEQ(m ) A
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2.H参数的应用 . 参数 参数的应用
应用小信号模型分析下图所示的基本放大电路。 应用小信号模型分析下图所示的基本放大电路。
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