华中科技大学：《模拟电子技术》教学资源（PPT课件）第三章 半导体三极管及放大电路基础（3.4）小信号模型分析法

叠加原理的应用 IC VCE Vo R 0OK 正E Vi=0 ViVsinot

叠加原理的应用 Vi=Vsint Vi=0

3.4小信号模型分析法 3.4.1BJT的小信号建模(意义、思路) 1.H参数的引出 2.H参数小信号模型 3.模型的简化 4.H参数的确定 3.4.2共射极放大电路的小信号模型分析 利用直流通路求Q点 画小信号等效电路 求放大电路动态指标 HOME

3.4 小信号模型分析法 3.4.1 BJT的小信号建模 3.4.2 共射极放大电路的小信号模型分析 1. H参数的引出 2. H参数小信号模型 3. 模型的简化 4. H参数的确定 （意义、思路） • 利用直流通路求Q点 • 画小信号等效电路 • 求放大电路动态指标

3.4.1BJT的小信号建模 建立小信号模型的意义 由于三极管是非线性器件,这样就使得放大电路的 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。 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。 HOME BACK NEXT

建立小信号模型的意义 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。 由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的 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。 3.4.1 BJT的小信号建模

3.4.1BJT 的小信号 1.H参数的引出 建模 对于BJT双口网络,我们 b T 已经知道输入输出特性曲线 BE 如下 f BEJI VCEconst face) VCE ir=const BJT双口网络 可以写成:vaE=f(i,vcE ic=f(iR, Vce) 在小信号情况下,对上两式取全微分得 BE BE BE VcE 十 CE i i CE 用小信号交流分量表示be=hu-ib+heve heist h fe oe ce HOME BACK NEXT

1. H参数的引出 ( , ) B E B CE v = f i v 在小信号情况下，对上两式取全微分得 CE CE B E B B B E B E CE B d v v v di i v d v V I     +   = 用小信号交流分量表示 vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce 3.4.1 BJT 的小信号 建模 对于BJT双口网络，我们 已经知道输入输出特性曲线 如下： iB =f(vBE) vCE=const iC=f(vCE) iB=const 可以写成： ( , ) C B CE i = f i v CE CE C B B C C CE B d v v i di i i di V I     +   = vBE vCE iB c e b iC BJT双口网络

3.4.1BJT 的小信号 1.H参数的引出 建模 -heist hr 其中: ic=hfelb+ h oe ce BE r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 BE 输入端交流开路时的反向电压传输比 CE ai n输入端交流开路时的输出电导。 CE 四个参数量纲各不相同,故称为混合参数(H参数) HOME BACK NEXT

3.4.1 BJT 的小信号 建模 CE B BE ie V i v h   = 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； 输入端交流开路时的反向电压传输比； 输入端交流开路时的输出电导。 其中： 四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H参数）。 1. H参数的引出 vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce CE B C fe V i i h   = B CE BE re I v v h   = B CE C oe I v i h   =

的小号)2.H参数小信号模型 建模 H参数都是小信号参数,即微变参数或交流参数。 ·H参数与工作点有关,在放大区基本不变。 H参数都是微变参数,所以只适合对交流信号的分析。 bb 1e C be re ce h ce BJT的H参数模型 HOME BACK NEXT

3.4.1 BJT 的小信号 建模 2. H参数小信号模型 根据 可得小信号模型 BJT的H参数模型 vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce vBE vCE iB c e b iC BJT双口网络 • H参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。 • H参数与工作点有关，在放大区基本不变。 • H参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析

3.4.1BJT 的小信号 3.模型的简化 建模 B是受控源,且为电流∥b C 控制电流源(CCCS)。 be blpi 电流方向与i的方向是关联 的 e u很小,一般为103~10-4, CC °r很大,约为100k。故一 e 般可忽略它们的影响,得到w 简化电路 HOME BACK NEXT

3.4.1 BJT 的小信号 建模 3. 模型的简化 hfe ib i c vce ib vbe hre vce hie hoe 即 rbe= hie  = hfe uT = hre rce= 1/ hoe 一般采用习惯符号 则BJT 的 H参数模型为  ib i c vce ib vbe u T vce rbe rce • u T很小，一般为10 - 3 10 -4 ， • rce很大，约为100k 。故一 般可忽略它们的影响，得到 简化电路 •  ib 是受控源，且为电流 控制电流源(CCCS) 。 • 电流方向与 ib的方向是关联 的

3.4.1BJT 的小信号 4.H参数的确定 原考题 建模 B一般用测试仪测出; C °与Q点有关,可用图 示仪测出。 一般也用公式估算rm e rbe=b+(1+ B)r 其中对于低频小功率管r1≈200c 而 V(mv 26(mV (T=300K) EQ (mA) lEo(mA) 则n≈2002+(1+)1 26(mV) lFo(MA) e HOME BACK NEXT

3.4.1 BJT 的小信号 建模 4. H参数的确定 •  一般用测试仪测出； • rbe 与Q点有关，可用图 示仪测出。 一般也用公式估算rbe rbe= rb + (1+  ) re 其中对于低频小功率管 rb≈200 则 (mA) 2 6(mV) 200 (1 ) EQ be I r   + +  (mA) (mV ) (mA) (mV ) E Q E Q T e I I V r 26 而 = = (T=300K) （思考题）

3.4.2用H参数小信号模型分析共 射极基本放大电路 1.利用直流通路求Q点 CC 2 CC BE B C Rb HH+KT R 1 B Voc-l CE CC Cc 共射极放大电路 般硅管VB=0.7V,锗管VB=0.2V,B已知。 HOME BACK NEXT

3.4.2 用H参数小信号模型分析共 射极基本放大电路 共射极放大电路 1. 利用直流通路求Q点 b CC B E B R V V I − = 一般硅管VBE=0.7V，锗管VBE=0.2V， 已知。 C B I =β I CE CC C Rc V =V − I

34小2.画出小信号等效电路 分析 ARe C2 + T ce R 交流通路 共射极放大电路 C e HOME H参数小信号等效电路 BACK NEXT

b I  c I  b I  b I  c I  b I  2. 画出小信号等效电路 Rb b I  c I  b I  V vi i  b I  c I  VO  b I  vi Rc Vi  b I  c I  VO  b I  3.4.2 小 信号模型 分析 共射极放大电路 ic vce + - 交流通路 Rb vi i Rc RL V  b I  c I  VO  b I  H参数小信号等效电路