晶體管的h參數(shù)等效電路及動態(tài)參數(shù)的估算

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1、E4a0224等效電路法E4a02242晶體管的h參數(shù)等效電路及動態(tài)參數(shù)的估算1.晶體管的h參數(shù)等效電路晶體管h參數(shù)等效電路的推導有兩種方法，一是從晶體管的特性曲線出發(fā)，模擬出晶體管輸入回路和輸出回路的等效電路模型；二是在低頻線性條件下將晶體管看成一個線性雙口網(wǎng)絡，然后用輸入和輸出特性曲線方程式，通過求全微分來定義h參數(shù)，并建立等效電路模型。1.1通過特性曲線建立等效電路晶體管的輸入回路可以用輸入特性曲線上工作點Q附近的動態(tài)輸入電阻rbe來模擬。圖02.02.15晶體管輸入回路的模擬晶體管的輸出特性曲線

2、近似一個電流源，這個電流源受基極電流控制，屬于電流控制電流源(CCCS)，所以，晶體管的輸出回路可以用近似的電流源來模擬。將輸入和輸出回路的模型合在一起，即構(gòu)成了晶體管的簡化模型。圖02.02.15晶體管輸出回路的模擬圖02.02.16晶體管的簡化模擬低頻線性條件下將晶體管看成一個線性雙口網(wǎng)絡，然后用輸入和輸出特性曲線方程式，通過求偏導數(shù)來定義h參數(shù)，并建立等效電路模型。1.2通過特性曲線方程式建立等效電路晶體管在輸入和輸出特性曲線方程式如下：在小信號條件下，為研究各變量間的關系，可對上列iC和uBE的

3、函數(shù)求全微分：式中出現(xiàn)的四個系數(shù)，分別為，稱為輸入電阻，符號h11也表示為h11e或hie，即rbe。，稱為電壓反饋系數(shù)，符號h12也表示為h12e或hre。，稱為電流放大系數(shù)，符號h21也表示為h21e或hfe，即?。，稱為輸出電導，符號h22也表示為h22e或hoe，即1/rce。上述方程式如僅考慮正弦量，可用復數(shù)量表示，寫成由此可畫出晶體管低頻交流小信號模型：?圖02.02.15晶體管h參數(shù)低頻交流等效電路請注意，h參數(shù)是一種小信號參數(shù)，也稱微變參數(shù)或交流參數(shù)。h參數(shù)的大小與工作點有關，在放大區(qū)基

4、本不變，所以h參數(shù)只適合對交流小信號的分析。其次h參數(shù)的求解都有一定的條件，四個h參數(shù)也有一定的物理意義，將在下面介紹。晶體管低頻小信號模型中的h12的數(shù)值很小，一般小于10-4，可以忽略；而1/h22則很大，一般在105?以上，放大電路外圍的電阻值一般在幾千歐，所以也可以忽略。于是可以得到h參數(shù)簡化模型，如圖02.02.16所示。圖02.02.16晶體管低頻小信號簡化模型2.h參數(shù)的求解2.1晶體管交流輸入電阻rbe的求解2.1.1通過晶體管輸入特性曲線求解rbe晶體管的交流輸入電阻rbe，輸入特性曲

5、線上的求解過程如下：QQUbeIb在討論這個問題時，可借助于晶體管的物理結(jié)構(gòu)示意圖，見圖02.02.17(圖中受控源未畫)，晶體管內(nèi)部有發(fā)射區(qū)、集電區(qū)和基區(qū)，以及兩個PN結(jié)，b'相當基區(qū)內(nèi)的一個點，b才是基極。晶體管發(fā)射結(jié)伏安特性曲線方程式如下：2.1.2通過發(fā)射結(jié)伏安特性方程式求解rbe其交流電導為常溫下UT≈26mV，所以re?Q≈UT/IEQ=26mV/IEQ圖02.02.11物理結(jié)構(gòu)示意圖在共射組態(tài)下，從基極b看進去的等效電阻為rbe，其中的電流是ib。所以rbe是兩部分電阻之和，一個是rbb?

6、，另一個是re歸算到基極回路的電阻值，所以有對于小功率晶體管，rbb′≈200?～300?。大功率晶體管的rbb′約十幾歐姆至幾十歐姆。2.2晶體管電流放大系數(shù)?的求解輸入信號通過耦合電容加在三極管的發(fā)射結(jié)于是有下列過程：三極管放大作用變化的通過　　轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓妮敵鲭妷?.放大原理2.動態(tài)參數(shù)的估算3.放大電路中的電壓波形在放大電路中變化的交流信號是疊加在靜態(tài)的直流信號之上的。靜態(tài)時的直流信號用UBE、UCE表示；交流信號用ube、uce表示；交流直流疊加在一起用uBE、uCE表示。1．放大電路主要利用

7、三極管或場效應管的控制作用放大微弱信號，輸出信號在電壓或電流的幅度上得到了放大，一般來說輸出信號的能量得到了加強。3.1放大電路的基本概念3.1.1放大的概念基本放大電路一般是指由一個三極管或場效應管組成的放大電路，可以將基本放大電路看成一個雙端口網(wǎng)絡。2．輸出信號的能量實際上是由直流電源提供的，只是經(jīng)過三極管的控制，使之轉(zhuǎn)換成信號能量，提供給負載。3.1.2基本放大電路的組成及工作原理3.1.2.1共射組態(tài)基本放大電路的組成以共射組態(tài)基本放大電路為例加以說明。電路如下所示。構(gòu)成放大電路必須保證三極管處

8、于放大狀態(tài)，即發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏；保證輸入信號可以加到三極管的輸入回路，同時經(jīng)三極管放大的信號，可以輸送到負載上去。基本放大電路的組成包括：1。三極管2。偏置電阻3。負載電阻4。耦合電容5。直流電源三極管VT：放大信號，起的能量控制的作用；偏置電路Rb1、Rb2、Re：使三極管發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，保證三極管具有放大能力；負載電阻：包括三極管的集電極負載電阻Rc，放大電路的負載電阻RL；耦合電容C1、C2：耦合電容對放大的交流信號可視