2022-2023学年高二物理竞赛课件：小信号模型分析法

小信号模型分析法 小信号模型分析法 1. BJT的H参数及小信号模型 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。 在交流通路中可将晶体管看成为一个两端口网络，输入回路、输出回路各为一个端口。 BJT双口网络 1. BJT的H参数及小信号模型 小信号模型是指BJT在交流低频小信号工作状态下的模型，考虑电流、电压间的微变关系。 3 建模的方法有两种：从结构建模，细致、完整，模型较复杂；从外特性建模，即根据输入量与输出量的关系建模，模型简单，但有局限性。 h参数等效模型是根据晶体管的输入、输出特性建立的。 电子电路归根结底是电路，当用等效模型取代电子电路中的晶体管时，就可用解一般电路的方法来解电子电路了。 要注意的是解决不同的问题，应正确选择不同的等效模型。如解Q点应用直流模型，解电压放大倍数、输入电阻和输出电阻应用h参数等效模型。 1. BJT的H参数及小信号模型  H参数的引出 在小信号情况下，对上两式取全微分得 用小信号交流分量表示 vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce 对于BJT双口网络，已知输入输出特性曲线如下： iB=f(vBE) vCE=const iC=f(vCE) iB=const 可以写成： BJT双口网络 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）。 vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce 1. BJT的H参数及小信号模型  H参数的引出 1. BJT的H参数及小信号模型  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 BJT双口网络 1. BJT的H参数及小信号模型  H参数小信号模型  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。 受控电流源hfeib ，反映了BJT的基极电流对集电极电流的控制作用。电流源的流向由ib的流向决定。 hrevce是一个受控电压源。反映了BJT输出回路电压对输入回路的影响。 1. BJT的H参数及小信号模型  模型的简化 hre和hoe都很小，常忽略它们的影响。 BJT在共射极连接时，其H参数的数量级一般为 1. BJT的H参数及小信号模型  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。 rbe= rbb′ + (1+  ) re 其中对于低频小功率管 rbb′≈200 则 而 (T=300K) 一般也用公式估算 rbe （忽略 r′e ） 在输入特性曲线上，Q点越高，rbe越小！ 基区体电阻 发射结电阻 发射区体电阻数值小可忽略 4.3.2 小信号模型分析法 2. 用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路 （1）利用直流通路求Q点 共射极放大电路 一般硅管VBE=0.7V，锗管VBE=0.2V， 已知。 2. 用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路 （2）画小信号等效电路 H参数小信号等效电路 2. 用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路 （3）求放大电路动态指标 根据 则电压增益为 （可作为公式） 电压增益 H参数小信号等效电路 $