2022-2023学年高二物理竞赛课件：晶体管的高频等效模型

晶体管的高频等效模型 2 晶体管的高频等效模型 一、晶体管的混合π模型 二、电流放大倍数的频率响应 三、晶体管的频率参数 3 高通电路的波特图 45° 0° 90° f  -3 0 f fL 10fL 0.1fL 近似分析中，可以用折线化的近似波特图表示放大电路的频率特性。对数幅频特性中，折线以截止频率fL做拐点，两段直线近似曲线。 对数相频特性中，折线以0.1 fL 、10 fL做拐点，三段直线近似曲线。 4 几个结论 ① 电路低频段的放大倍数需乘因子 ② 当 f=fL时放大倍数幅值约降到0.707倍（增益下降3dB ），相角超前45º； 当 f=fH时放大倍数幅值约降到0.707倍（增益下降3dB ），相角滞后45º。 ③ 截止频率决定于电容所在回路的时间常数 电路高频段的放大倍数需乘因子 频率响应有幅频特性和相频特性两条曲线。 在近似分析中，可用折线化的近似波特图来描述。 5 放大电路中的频率参数 在低频段，随着信号频率逐渐降低，耦合电容、旁路电容等的容抗增大，使动态信号损失，放大能力下降。 高通电路 低通电路 在高频段，随着信号频率逐渐升高，晶体管极间电容和分布电容、寄生电容等杂散电容的容抗减小，使动态信号损失，放大能力下降。 下限频率 上限频率 结电容 6 4.2.1 晶体管的混合模型 结构：由体电阻、结电阻、结电容组成。 rbb’：基区体电阻 rb’e’：发射结电阻 Cπ：发射结电容 re：发射区体电阻 rb’c’：集电结电阻 Cμ：集电结电容 rc：集电区体电阻 因多子浓度高而阻值小 因面积大而阻值小 混合π模型：形状像Π，参数量纲各不相同 7 gm为跨导，它不随信号频率的变化而变化。 阻值小忽略 一、混合模型的建立 因在放大区iC几乎仅决定于iB而阻值大 因在放大区承受反向电压而阻值大 Cμ跨接在输入、输出回路之间，信号传递有两个方向，使电路的分析复杂化 8 二、 混合π模型的单向化（使信号单向传递） 等效变换后电流不变 9 三、 简化的混合模型 10 四、混合模型的主要参数 = ？ 计算得到 虽然利用/beta和gm表述的受控关系不同，但是它们所要表述的却是同一个物理量，即： 10 11 4.2.2　晶体管电流放大倍数　的频率响应 为什么短路？ 1、适于频率从0至无穷大的表达式 电流放大系数的定义 11 12 共射截止频率 20lg０ fT 0° -45° -90° f  f f 10f 0.1f 2. 电流放大倍数的波特图 fT使|β|下降到1时的频率 . $