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封面晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)西藏·圣湖瑪旁雍錯湖畔牧場返回晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!引言本頁完引言晶體管在高頻小信號運用時,它的等效電路主要有兩種形式:形式等效電路和物理模擬等效電路(混合π參數(shù)等效電路)。返回形式等效電路通常亦稱為y參數(shù)等效電路,是選取輸入電壓和輸出電壓為自變量,輸入電流和輸出電流為參變量,阻抗利用導(dǎo)納參數(shù)(y參數(shù)),并且不涉及晶體管內(nèi)部物理過程。
物理模擬等效電路通常稱為混合π等效電路,是把晶體管內(nèi)部物理過程用集中元件RLC表示,用物理模擬方法表示等效電路。這在模擬電子技術(shù)中曾提及。晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!學(xué)習(xí)要點本節(jié)學(xué)習(xí)要點和要求晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)掌握y參數(shù)等效電路各量意義和等效畫法復(fù)習(xí)混合π等效電路掌握以上兩種電路參數(shù)的互換了解晶體管的部分高頻參數(shù)返回晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!主頁晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)使用說明:要學(xué)習(xí)哪部分內(nèi)容,只需把鼠標(biāo)移到相應(yīng)的目錄上單擊鼠標(biāo)左鍵即可,按空格鍵或鼠標(biāo)左鍵進入下一頁。結(jié)束晶體管混合π等效電路等效y參數(shù)電路π參數(shù)與y參數(shù)的轉(zhuǎn)換晶體管的高頻參數(shù)圣湖旁·色拉寺·佛塔返回晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!晶體管的h參數(shù)等效電路(1)晶體管混合等效模型晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)因為有rb’c的分流作用,此時受控電流源不受Ib控制而受Ib’控制,分析起來不大方便,所以也改寫為受Ub’e控制,成為壓控電流源,控制能力也由改為跨導(dǎo)gm。繼續(xù)本頁完晶體管結(jié)構(gòu)示意圖借鑒h參數(shù)繪出等效電路考慮到集電結(jié)電阻rb’c橫跨cb’間,亦把此電阻畫在圖上。rb’cb'c+---++rbb'rb’erceUbe·Ub’e·Uce·Ib·Ib’·eIc·Ib’·brbb'rb’eCb’ecebb'(C)Cb’c(C)NNPrb’c一、晶體管混合等效電路晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!(1)晶體管混合等效模型考慮極間電容后的混合模型
C橫跨在集電結(jié)電阻rb’c兩端。繼續(xù)本頁完這個電路就是晶體管混合模型。晶體管結(jié)構(gòu)示意圖借鑒h參數(shù)繪出等效電路C
C橫跨在發(fā)射結(jié)電阻rb’e兩端。rbb'rb’eCb’ecebb'(C)Cb’c(C)NNPrb’crb’cb'c+---++rbb'rb’erceUbe·Ub’e·Uce·Ib··eIc·Ib’·bgmUb’e·C一、晶體管混合等效電路晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!(2)晶體管簡化的混合等效模型(1)晶體管混合等效模型一、晶體管混合等效電路用密勒轉(zhuǎn)換把C拆分為C’和C’’繼續(xù)本頁完采用密勒轉(zhuǎn)換把C拆分為兩個電容C’和C’’,分別與輸入和輸出回路并接。(推導(dǎo)過程可參考童詩白編《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》P214。)簡化后晶體管的混合模型C’C’’這兩個等效電容可以通過密勒定理算出。b'+---++rbb'rb’eUbe·Ub’e·Uce·Ib··bgmUb’e·CCIccIC·本等效電路由于C橫跨在輸入和輸出之間,令輸入與輸出相互牽連,使得對電路的分析變得十分復(fù)雜,應(yīng)想法把晶體管的輸入和輸出回路相互獨立,以便分析。b'+---++rbb'rb’eUbe·Ub’e·Uce·Ib··bgmUb’e·CIcceeee晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!(2)晶體管簡化的混合等效模型(1)晶體管混合等效模型晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)一、晶體管混合等效電路對C’作用的分析繼續(xù)C’C’’晶體管單向化后的混合模型本頁完晶體管單向化簡化后的混合模型通過對晶體管的混合模型簡化后發(fā)現(xiàn),其等效電路與h參數(shù)等效電路相比較只是多了一個電容C’,C’對輸入信號的低頻成分呈很大的容抗,可忽略;但C’對輸入信號的高頻成分呈很小的容抗,起到分流作用,使得晶體管的放大能力有所下降。這就是我們在高頻時要考慮的因素?!ぞw管總的輸入電容為
C’C+C’=C+|K|Cb'+---++rbb'rb’eUbe·Ub’e·Uce·Ib··bgmUb’e·CIccb'+---++rbb'Ube·Ub’e·Uce·Ib··bgmUb’e·C’Iccrb’eeeee由密勒定理得
C’=(1+|K|)C·其中K=Uce/Ub’e
一般有|K|>>1,所以
C’|K|C
······晶體管總的輸入電容為
C’C+C’=C+|K|C輸入信號的高頻成份被電容Cπ’分流,令晶體管對高頻的放大能力下降?!ぁち鞢’’=[(K-1)/(-K)]C
C’’很小,容抗很大可忽略。Cπ’晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!(3)混合模型的主要參數(shù)晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)3、gm繼續(xù)晶體管單向化后的混合模型本頁完3、跨導(dǎo)gm
Ib’·0Ib’·顯然有Ic=gmUb’e=0Ib’
···而Ub’e=Ib’
rb’e
··rb’e0
———
26mV
IEQmA
和聯(lián)立以上三式解得
gm=——=——
0
rb’e26mV
IEQ晶體管單向化簡化后的混合模型b'+---++rbb'Ube·Ub’e·Uce·Ib··bgmUb’e·C’Iccrb’eb'+---++rbb'rb’eUbe·Ub’e·Uce·Ib··bgmUb’e·CIccC’Cπ’eeee跨導(dǎo)gm是晶體管工作在高頻時放大能力的參數(shù),以下推導(dǎo)gm的表達式。其中0是中頻時晶體管的值??刂齐娏髟吹氖橇鹘?jīng)rb’e的電流Ib’。晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!(3)混合模型的主要參數(shù)晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)晶體管混合等效電路結(jié)束頁繼續(xù)晶體管單向化后的混合模型本頁完晶體管單向化簡化后的混合模型b'+---++rbb'rb’eUbe·Ub’e·Uce·Ib··bgmUb’e·CIccC’Cπ’Ib’·b'+---++rbb'Ube·Ub’e·Uce·Ib··bgmUb’e·C’Iccrb’e3、跨導(dǎo)gm
1、基區(qū)電阻rbb’——查表2、發(fā)射結(jié)電阻rb’e’(或rb’e)ee本內(nèi)容學(xué)習(xí)完畢,單擊返回,返回主頁;單擊繼續(xù),繼續(xù)學(xué)習(xí)Y參數(shù)等效電路。繼續(xù)返回ee0
———
rb’e’=(1+0)
———
26mV
IEQmA
26mV
IEQmA
gm=——=———
0
rb’e’26mV
IEQ0Ib’·晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!yi的意義
yr的意義晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)繼續(xù)本頁完二、y參數(shù)等效電路晶體管共發(fā)射極電路++Tcbe--V1·V2·I1·I2·yi—輸出短路時的輸入導(dǎo)納yr—輸入短路時的反向傳輸導(dǎo)納(1)晶體管y參數(shù)等效電路yrV2是電流量,可以看成是受控電流源,其中yr為等效導(dǎo)納,輸出信號V2通過yr影響輸入端的電流,yr本質(zhì)上是一個表示反饋程度的參量?!ぁぞw管y參數(shù)等效電路ebc-+-+V1·V2·I1·I2·V1·yfV2·yryiyo晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!(2)共射放大器的y參數(shù)等效電路繼續(xù)本頁完二、y參數(shù)等效電路(1)晶體管y參數(shù)等效電路晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)(2)共射放大器的y參數(shù)等效電路共射放大電路交流通路TcbeV2·I1·I2·-+V1·IS·YSYL+-信號源放大電路的y參數(shù)等效電路yoeebc-+I1·I2·V1·yfeV2·yreV1·yie-+V2·IS·YSYL由y參數(shù)等效電路可得
···
I1=yieV1+yreV2···
I2=yfeV1+yoeV2··
I2=-YLV2各導(dǎo)納中下標(biāo)e表示是共射組態(tài)下的導(dǎo)納。……(1)……(2)……(3)通過這三個式子可以求出放大電路的輸入導(dǎo)納(輸入阻抗)、輸出導(dǎo)納(輸出阻抗)和電壓增益。晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!
繼續(xù)二、y參數(shù)等效電路晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)放大電路的y參數(shù)等效電路yoeebc-+I1·I2·V1·yfeV2·yreV1·yie-+V2·IS·YSYL由y參數(shù)等效電路可得(3)共射電路的輸入導(dǎo)納YiYi
···
I1=yieV1+yreV2···
I2=yfeV1+yoeV2··
I2=-YLV2……(1)……(2)……(3)Yi=—=yie-———I1·V1·yreyfe
yoe+YL
晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!(5)共射放大器的電壓增益Au繼續(xù)本頁完二、y參數(shù)等效電路晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)放大電路的y參數(shù)等效電路yoeebc-+I1·I2·V1·yfeV2·yreV1·yie-+V2·IS·YSYL由y參數(shù)等效電路可得YiAu推導(dǎo):Yo把(2)、(3)式消去I2得·(5)共射電路的電壓增益Au··Au=—=-———V1·yfe
yoe+YL
V2···
Au的定義:Au=——
·
V2·
V1Au的表達式·Au=-———yfe
yoe+YL
·如果上式中的y參數(shù)全是實數(shù),則說明電路的輸出電壓與輸入電壓反相,這就是低頻放大器中的結(jié)果。
···
I1=yieV1+yreV2···
I2=yfeV1+yoeV2··
I2=-YLV2……(1)……(2)……(3)晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!Y參數(shù)等效電路結(jié)束頁繼續(xù)本頁完晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)放大電路的y參數(shù)等效電路yoeebc-+I1·I2·V1·yfeV2·yreV1·yie-+V2·IS·YSYLYiYo×共射放大電路交流通路TcbeV2·I1·I2·-+V1·IS·YSYL+-信號源本內(nèi)容學(xué)習(xí)完畢,單擊返回,返回主頁;單擊繼續(xù),繼續(xù)學(xué)習(xí)《π參數(shù)與y參數(shù)的轉(zhuǎn)換》。繼續(xù)返回Au=-———yfe
yoe+YL
·共射電路的輸入導(dǎo)納Yi=yie-———yreyfe
yoe+YL
Yo=yoe-———yreyfe
yie+YS
共射電路的輸出導(dǎo)納共射電路的電壓增益晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!(2)晶體管參數(shù)等效電路的電流方程
輸入回路電流方程晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)繼續(xù)本頁完三、π參數(shù)與y參數(shù)的轉(zhuǎn)換(2)晶體管π等效電路的電流方程晶體管共射y參數(shù)等效電路ebc-+-+Vb·Vc·Ib·Ic·Vb·yfeVc·yreyieyoey參數(shù)電流方程晶體管混合π等效電路Cb’crb’cb'c+---++rbb'rb’erceVb·Vb’e·Vc·Ib·eIc·bgmVb’e·Cb’ee(gce)Ib=
———·Vb-Vb’e··rbb’本支路電流表達式;Ib’e=
yb’eVb’e··本支路電流表達式y(tǒng)b’eyb’cIb’c=yb’c(Vb’e-Vc)···;輸入回路的電流節(jié)點方程為Ib=
Ib’e+
Ib’c···Vb·所以0=
-——+(——+yb’e+yb’c)Vb’e-yb’cVc·rbb’rbb’1·……(4.2.14)Ib的表達式····
Ib=yieVb+yreVc···
Ic=yfeVb+yoeVc聯(lián)立此四式可得:晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!輸出回路電流方程推導(dǎo)
(4.2.13)(4.2.14)(4.2.15)式推導(dǎo)晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)繼續(xù)本頁完三、π參數(shù)與y參數(shù)的轉(zhuǎn)換(2)晶體管π等效電路的電流方程y參數(shù)電流方程晶體管混合π等效電路Cb’crb’cb'c+---++rbb'rb’erceVb·Vb’e·Vc·Ib·eIc·bgmVb’e·Cb’ee(gce)yb’eyb’cVb·0=
-——+(——+yb’e+yb’c)Vb’e-yb’cVc·rbb’rbb’1·……(4.2.14)Ib=
———·Vb-Vb’e··rbb’……(4.2.13)Ic=·gmVb’e+·gceVc+·yb’c(Vc-Vb’e)··Ic=gmVb’e-yb’cVb’e+
(yb’c+gce)Vc····……(4.2.15)本支路電流為yb’c(Vc-Vb’e)··本支路電流為gmVb’e·本支路電流為gceVc·研究輸出回路電流方程整理此式得(4.2.15)式···
Ib=yieVb+yreVc···
Ic=yfeVb+yoeVc晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!輸出回路電流方程晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)繼續(xù)本頁完三、π參數(shù)與y參數(shù)的轉(zhuǎn)換(2)晶體管π等效電路的電流方程y參數(shù)電流方程Ib=
———·Vb-Vb’e··rbb’……(4.2.13)Ic=gmVb’e-yb’cVb’e+
(yb’c+gce)Vc····……(4.2.15)其中
yb’c=gb’c+jωCb’c聯(lián)立(4.2.13、4.2.14和4.2.15)消Vb’e得:·Ic=——————Vb+[gce+yb’c+———————]Vcgm-yb’c1+rbb’(yb’e+yb’c)yb’cybb’(gm-yb’e)1+rbb’(yb’e+yb’c)···Ib=——————Vb-——————Vcyb’e+yb’c1+rbb’(yb’e+yb’c)yb’c1+rbb’(yb’e+yb’c)···晶體管π等效電路一般符合以下條件
gm>>|yb’e|
>>|yb’c|
gce>>gb’cyb’e=gb’e+jωCb’ec···
Ib=yieVb+yreVc···
Ic=yfeVb+yoeVcVb·0=
-——+(——+yb’e+yb’c)Vb’e-yb’cVc·rbb’rbb’1·……(4.2.14)晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!(3)π參數(shù)與y參數(shù)的關(guān)系(重復(fù))晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)繼續(xù)本頁完三、π參數(shù)與y參數(shù)的轉(zhuǎn)換(3)π參數(shù)與y參數(shù)的關(guān)系y參數(shù)電流方程其中
yb’c=gb’c+jωCb’c對比晶體管π等效電路電流方程和y參數(shù)電流方程可得y參數(shù)與π參數(shù)間的關(guān)系yie≈————yb’e1+rbb’
yb’eyre≈-————yb’c1+rbb’
yb’eyfe≈————gm1+rbb’
yb’eyoe≈
gce+yb’c+—————yb’cybb’gm1+rbb’
yb’e;;再把π參數(shù)導(dǎo)納形式代入下四式得yb’e=gb’e+jωCb’ec···
Ib=yieVb+yreVc···
Ic=yfeVb+yoeVc晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!π參數(shù)與y參數(shù)的復(fù)數(shù)表達式晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)繼續(xù)本頁完三、π參數(shù)與y參數(shù)的轉(zhuǎn)換y參數(shù)電流方程yie=gie+jωCieyre=|yre|∠φreyfe=|yfe|∠φfeyoe=goe+jωCoe`(3)π參數(shù)與y參數(shù)的關(guān)系···
Ib=yieVb+yreVc···
Ic=yfeVb+yoeVcyie≈——————————gb’e+jωCb’e(1+rbb’
gb’e)+jωCb’erbb’yoe≈gce+jωCb’c+rbb’gm——————————gb’c+jωCb’c(1+rbb’
gb’e)+jωCb’erbb’yfe≈——————————gm(1+rbb’
gb’e)+jωCb’erbb’yre≈-——————————gb’c+jωCb’c(1+rbb’
gb’e)+jωCb’erbb’晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!π參數(shù)與y參數(shù)的復(fù)數(shù)表達式(重復(fù))晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)繼續(xù)本頁完三、π參數(shù)與y參數(shù)的轉(zhuǎn)換y參數(shù)電流方程通過整理得
gie≈——————agb’e+bωCb’ea2+b2Cie≈———Cb’ea2+b2;
goe≈gce+agb’c+—————bωCb’cgmrbb’a2+b2Coe≈Cb’c+———————aCb’cgmrbb’-bgb’ca2+b2;
令 a=1+rbb’gb’e;b=ωCb’erbb’(3)π參數(shù)與y參數(shù)的關(guān)系···
Ib=yieVb+yreVc···
Ic=yfeVb+yoeVc本內(nèi)容學(xué)習(xí)完畢,單擊返回,返回主頁;單擊繼續(xù),繼續(xù)學(xué)習(xí)《晶體管的高頻參數(shù)》。繼續(xù)返回;
;
晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!fβ表達式晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)四、晶體管的高頻參數(shù)(1)共發(fā)射極截止頻率fβ繼續(xù)共發(fā)射極截止頻率f
:設(shè)三極管在低頻時的共射電流放大倍數(shù)為0(此時為最大值),當(dāng)工作頻率升高至使三極管的
下降至0.7070
時所對應(yīng)的工作頻率,稱為共發(fā)射極截止頻率f
。本頁完ffO||0.707
|0||0|···共射電流放大倍數(shù)與頻率的關(guān)系為fβf=01+j因為是相量,所以必須寫成復(fù)變量形式,其模(即電流放大倍數(shù)的數(shù)值)為(f/fβ)2|
|
=
01+由此可繪出如右圖所示的共射電流放大倍數(shù)隨頻率變化的曲線。·晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!(3)共基極截止頻率fα(3)共基極截止頻率fhfb繼續(xù)同理,共基截止頻率fα:設(shè)三極管在低頻時的共基電流放大倍數(shù)為0(此時為最大值),當(dāng)工作頻率升高至使三極管的下降至0.7070
時所對應(yīng)的工作頻率,稱為共基極截止頻率fα
。本頁完fαfO||0.707|0||0|共基極截止頻率fα遠大于共發(fā)射極截止頻率fhfe,其關(guān)系式如下:fα
=(1+)
fβ
在正常情形下
>>1,所以有fα
>>fβ
所以在高頻段和寬頻帶的放大器中,多使用共基電路。
···晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)四、晶體管的高頻參數(shù)(1)共發(fā)射極截止頻率fβ(2)特征頻率fT如在電視機的級與天線相連的高頻接收器(俗稱高頻頭)中,基本上都使用共基極電路。因為電視信號的頻率都比較高。
晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!(3)共基極截止頻率fα本節(jié)結(jié)束頁繼續(xù)當(dāng)晶體管的功率增益AP=1時工作頻率稱為最高振蕩頻率fmax。本頁完fmaxfO
APAP0晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)四、晶體管的高頻參數(shù)(1)共發(fā)射極截止頻率fβ(2)特征頻率fT(4)最高振蕩頻率fmax1為了使電路工作穩(wěn)定且有一定的增益,晶體管的實際工作頻率應(yīng)等于最高振蕩頻率的1/3~1/4。晶體管的fmax由下式?jīng)Q定本節(jié)學(xué)習(xí)完畢,單擊返回,返回主頁;單擊結(jié)束,結(jié)束學(xué)習(xí)。結(jié)束返回1
fmax≈——
gm4rbb’Cb’eCb’c2π
fmax表示一個晶體管所能適用的最高極限頻率。在此頻率工作時,晶體管已得不到功率放大。當(dāng)f>fmax時,無論用什么方法都不能使晶體管產(chǎn)生振蕩。晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!一、晶體管混合等效電路
(1)晶體管混合等效模型晶體管結(jié)構(gòu)示意圖繼續(xù)本頁完一、晶體管混合等效電路rbb'rb’eCb’ecebb'
rc為集電區(qū)體電阻,數(shù)值很小可忽略。集電結(jié)電容,數(shù)值很小。(C)Cb’c
rb’c為集電結(jié)電阻。
rbb’為基區(qū)體電阻。
rb’e為發(fā)射結(jié)電阻。
re為發(fā)射區(qū)體電阻,數(shù)值很小可忽略。發(fā)射結(jié)電容,數(shù)值很小。(C)NNPrb’cb'c+---++rbb'rb’erceUbe·Ub’e·Uce·Ib·Ib’·eIc·Ib’·b晶體管h參數(shù)模型當(dāng)電路工作在高頻信號時,晶體管的等效模型必須考慮極間電容效應(yīng),晶體管高頻狀態(tài)下的等效模型稱為混合參數(shù)模型,以下借助h參數(shù)模型得出參數(shù)模型。晶體管h參數(shù)模型只適用于電路工作在中頻和低頻信號的狀態(tài)下。
rbb’和rb’e的串聯(lián)值就是h參數(shù)等效電路中的晶體管輸入電阻rbe。晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)(1)晶體管混合等效模型ecb晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!考慮跨導(dǎo)的h參數(shù)等效電路晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)因為有rb’c的分流作用,此時受控電流源不受Ib控制而受Ib’控制,分析起來不大方便,所以也改寫為受Ub’e控制,成為壓控電流源,控制能力也由改為跨導(dǎo)gm。(1)晶體管混合等效模型繼續(xù)本頁完晶體管結(jié)構(gòu)示意圖借鑒h參數(shù)繪出等效電路考慮到集電結(jié)電阻rb’c橫跨cb’間,亦把此電阻畫在圖上。rbb'rb’eCb’ecebb'(C)Cb’c(C)NNPrb’crb’c’b'c+---++rbb'rb’erceUbe·Ub’e·Uce·Ib··eIc·Ib’·bgmUb’e·一、晶體管混合等效電路晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!(2)晶體管簡化的混合等效模型繼續(xù)本頁完由h參數(shù)等效電路知,rce非常大,對Ic的分流作用很小,可忽略。(2)晶體管簡化的混合等效模型晶體管完整的混合模型
rb’c是集電結(jié)反偏時的電阻,其阻抗遠大于C的容抗,亦可看成開路忽略其作用。IC·簡化后晶體管的混合模型Crb’cb'c+---++rbb'rb’erceUbe·Ub’e·Uce·Ib··eIc·Ib’·bgmUb’e·b'+---++rbb'rb’eUbe·Ub’e·Uce·Ib··bgmUb’e·CCIccee一、晶體管混合等效電路晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)(1)晶體管混合等效模型C晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!(2)晶體管簡化的混合等效模型(1)晶體管混合等效模型晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)一、晶體管混合等效電路C’和C’’與C的關(guān)系繼續(xù)簡化后晶體管的混合模型C’C’’晶體管單向化后的混合模型本頁完由密勒定理得
C’=(1+|K|)C·其中K=Uce/Ub’e
一般有|K|>>1,所以
C’|K|C
······晶體管總的輸入電容為
C’C+C’=C+|K|CCπ’··另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·CIcc本等效電路由于C橫跨在輸入和輸出之間,令輸入與輸出相互牽連,使得對電路的分析變得十分復(fù)雜,應(yīng)想法把晶體管的輸入和輸出回路相互獨立,以便分析。b'+---++rbb'rb’eUbe·Ub’e·Uce·Ib··bgmUb’e·CCIccIC·eeee晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!(3)混合模型的主要參數(shù)
1、rbb’
2、rb’e’繼續(xù)晶體管單向化后的混合模型本頁完1、基區(qū)電阻rbb’
(3)混合模型的主要參數(shù)基區(qū)電阻rbb’與h參數(shù)電路一樣,可查手冊。2、發(fā)射結(jié)電阻rb’e
這也和h參數(shù)電路一樣。0
———
rb’e=(1+0)
———
26mV
IEQmA
26mV
IEQmA
其中0是中頻時晶體管的值。b'+---++rbb'Ube·Ub’e·Uce·Ib··bgmUb’e·C’Iccrb’eb'+---++rbb'rb’eUbe·Ub’e·Uce·Ib··bgmUb’e·CIccC’Cπ’晶體管單向化簡化后的混合模型eeee晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!總結(jié)繼續(xù)晶體管單向化后的混合模型本頁完3、跨導(dǎo)gm
gm=——=———
0
rb’e’26mV
IEQ1、基區(qū)電阻rbb’——查表2、發(fā)射結(jié)電阻rb’e’(或rb’e)0
———
rb’e’=(1+0)
———
26mV
IEQmA
26mV
IEQmA
晶體管單向化簡化后的混合模型b'+---++rbb'rb’eUbe·Ub’e·Uce·Ib··bgmUb’e·CIccC’Cπ’Ib’·b'+---++rbb'Ube·Ub’e·Uce·Ib··bgmUb’e·C’Iccrb’eeeee晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)(3)混合模型的主要參數(shù)0Ib’·晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!晶體管y參數(shù)等效電路ebc-+-+V1·V2·I1·I2·二、y參數(shù)等效電路
(1)晶體管y參數(shù)等效電路晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)繼續(xù)本頁完二、y參數(shù)等效電路(1)晶體管y參數(shù)等效電路
yi晶體管的輸入導(dǎo)納(輸入電阻的倒數(shù))。晶體管共發(fā)射極電路++Tcbe--V1·V2·I1·I2·V1·yfV2·yryiyo
yo晶體管的輸出導(dǎo)納(輸出電阻的倒數(shù))。
yfV1晶體管的正向傳輸受控電流源,反映輸入信號對輸出信號的放大作用?!?/p>
yrV2晶體管的反向傳輸受控電流源,受輸出電壓的影響。·晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!yf的意義
yo的意義晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)繼續(xù)本頁完二、y參數(shù)等效電路晶體管共發(fā)射極電路++Tcbe--V1·V2·I1·I2·yi—輸出短路時的輸入導(dǎo)納yr—輸入短路時的反向傳輸導(dǎo)納(1)晶體管y參數(shù)等效電路yf—輸出短路時的正向傳輸導(dǎo)納yo—輸入短路時的輸出導(dǎo)納yfV1也是電流量,是受控電流源,其中yf為等效導(dǎo)納,輸入信號V1通過yf控制輸出端的電流,yf本質(zhì)上是放大能力的參數(shù),可以與互換。··晶體管y參數(shù)等效電路ebc-+-+V1·V2·I1·I2·V1·yfV2·yryiyo晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!(3)共射電路的輸入導(dǎo)納Yi繼續(xù)本頁完二、y參數(shù)等效電路(1)晶體管y參數(shù)等效電路晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)(2)共射放大器的y參數(shù)等效電路放大電路的y參數(shù)等效電路yoeebc-+I1·I2·V1·yfeV2·yreV1·yie-+V2·IS·YSYL由y參數(shù)等效電路可得(3)共射電路的輸入導(dǎo)納YiYi的定義:Yi=——I1·V1·YiYi的推導(dǎo)思路和過程:V2=-———yfeV1yoe+YL··把上式代入(1)式得由(2)、(3)式消去I2得·Yi=—=yie-———I1·V1·yreyfe
yoe+YL
由結(jié)果可知,輸入導(dǎo)納Yi與負載YL有關(guān),這反映了晶體管的內(nèi)部反饋,而這個反饋是由反向傳輸導(dǎo)納yre所引起的。通過這三個式子找出I1/V1。
···
I1=yieV1+yreV2···
I2=yfeV1+yoeV2··
I2=-YLV2……(1)……(2)……(3)晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!Yi=yie-———yreyfe
yoe+YL
Yo的定義:Yo=I2/V2
··(4)共射放大器的輸了導(dǎo)納Yo繼續(xù)本頁完二、y參數(shù)等效電路晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)放大電路的y參數(shù)等效電路yoeebc-+I1·I2·V1·yfeV2·yreV1·yie-+V2·IS·YSYL由y參數(shù)等效電路可得(3)共射電路的輸入導(dǎo)納YiYiYo推導(dǎo)思路和過程:V1=-———yreV2yie+YS··Yo=—=yoe-———I2·V2·yreyfe
yie+YS
(4)共射電路的輸出導(dǎo)納YoYo×斷開電流源此時
I1=-YSV1··把上式代入(1)式消去I1得·把上式代入(2)式消去V1得·由結(jié)果可知,輸出導(dǎo)納Yo與信號源導(dǎo)納YS有關(guān),這也反映了晶體管的內(nèi)部反饋,而這個反饋仍是由反向傳輸導(dǎo)納yre所引起的。首先分析I1
·撤掉YL,加入一電壓源V2?!と酝ㄟ^這三個式子找出I2/V2。由于有yre的存在,所以V2通過反饋仍在輸入回路產(chǎn)生電流。
···
I1=yieV1+yreV2···
I2=yfeV1+yoeV2··
I2=-YLV2……(1)……(2)……(3)晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!總結(jié)繼續(xù)本頁完晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)放大電路的y參數(shù)等效電路yoeebc-+I1·I2·V1·yfeV2·yreV1·yie-+V2·IS·YSYLYiYo×Au=-———yfe
yoe+YL
·共射放大電路交流通路TcbeV2·I1·I2·-+V1·IS·YSYL+-信號源共射電路的輸入導(dǎo)納Yi=yie-———yreyfe
yoe+YL
Yo=yoe-———yreyfe
yie+YS
共射電路的輸出導(dǎo)納共射電路的電壓增益晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!三、參數(shù)與y參數(shù)的轉(zhuǎn)換
(1)晶體管y參數(shù)等效電路的電流方程晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)繼續(xù)本頁完三、π參數(shù)與y參數(shù)的轉(zhuǎn)換(1)晶體管y參數(shù)等效電路的電流方程晶體管共射y參數(shù)等效電路ebc-+-+Vb·Vc·Ib·Ic·Vb·yfeVc·yreyieyoe輸入回路電流方程。輸出回路電流方程。y參數(shù)電流方程兩種參數(shù)等效電路的輸入、輸出電流,輸入、輸出電壓是相等的,應(yīng)用等效性得出兩種電路等效參數(shù)間的關(guān)系。兩種參數(shù)等效電路的輸入、輸出電流,輸入、輸出電壓是相等的,應(yīng)用等效性得出兩種電路等效參數(shù)間的關(guān)系。晶體管混合π等效電路Cb’crb’cb'c+---++rbb'rb’erceVb·Vb’e·Vc·Ib·eIc·bgmVb’e·Cb’ee(gce)···
Ib=yieVb+yreVc···
Ic=yfeVb+yoeVc晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!
晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)繼續(xù)三、π參數(shù)與y參數(shù)的轉(zhuǎn)換(2)晶體管π等效電路的電流方程y參數(shù)電流方程晶體管混合π等效電路Cb’crb’cb'c+---++rbb'rb’erceVb·Vb’e·Vc·Ib·eIc·bgmVb’e·Cb’ee(gce)yb’eyb’cIb=
———·Vb-Vb’e··rbb’……(4.2.14)···
Ib=yieVb+yreVc···
Ic=yfeVb+yoeVcVb·所以0=
-——+(——+yb’e+yb’c)Vb’e-yb’cVc·rbb’rbb’1·晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!式中導(dǎo)納表達式晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)繼續(xù)本頁完三、π參數(shù)與y參數(shù)的轉(zhuǎn)換(2)晶體管π等效電路的電流方程y參數(shù)電流方程晶體管混合π等效電路Cb’crb’cb'c+---++rbb'rb’erceVb·Vb’e·Vc·Ib·eIc·bgmVb’e·Cb’ee(gce)yb’eyb’cVb·0=
-——+(——+yb’e+yb’c)Vb’e-yb’cVc·rbb’rbb’1·……(4.2.14)Ib=
———·Vb-Vb’e··rbb’……(4.2.13)Ic=gmVb’e-yb’cVb’e+
(yb’c+gce)Vc····……(4.2.15)其中
yb’c=gb’c+jωCb’cyb’e=gb’e+jωCb’ec聯(lián)立(4.2.13、4.2.14和4.2.15)消Vb’e得:·Ib=——————Vb-——————Vcyb’e+yb’c1+rbb’(yb’e+yb’c)yb’c1+rbb’(yb’e+yb’c)······
Ib=yieVb+yreVc···
Ic=yfeVb+yoeVc晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!
晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)繼續(xù)三、π參數(shù)與y參數(shù)的轉(zhuǎn)換(2)晶體管π等效電路的電流方程y參數(shù)電流方程其中
yb’c=gb’c+jωCb’cIc=——————Vb+[gce+yb’c+———————]Vcgm-yb’c1+rbb’(yb’e+yb’c)yb’cybb’(gm-yb’e)1+rbb’(yb’e+yb’c)···Ib=——————Vb-——————Vcyb’e+yb’c1+rbb’(yb’e+yb’c)yb’c1+rbb’(yb’e+yb’c)···yb’e=gb’e+jωCb’ec···
Ib=yieVb+yreVc···
Ic=yfeVb+yoeVc晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)共45頁,您
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