模电07(小信号模型分析法)

第四章双极结型三极管及放大电路基础（P101～185）基本要求：（了解、理解、掌握）1、了解BJT的放大原理及输入输出的特性曲线（上学期）；2、掌握BJT放大电路的三种组态的组成、工作原理及特点；3、掌握静态、动态性能指标的分析计算（包括图解分析法和小信号模型分析法）；4、掌握多级放大电路的分析计算；5、掌握放大电路频率响应的分析方法。*4.3放大电路的分析方法4.3.1图解分析法（静态动态分析均可）4.3.2小信号模型分析法（仅动态分析）1.BJT的H参数及小信号模型2.用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路3.小信号模型分析法的适用范围4.3.2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如果输入信号：很小，频率较低，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：可以把三极管组成的电路当作线性电路来处理。非线性器件做线性化处理，简化分析和设计。1.BJT的H参数及小信号模型H参数的引出),(CEB1BEvvif在小信号情况下，对上两式取全微分得CECEBEBBBEBEdddBQCEQvvvvvIVii用小信号交流分量表示vbe=hieib+hrevceic=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=constiC=f(vCE)iB=const可以写成：),(CEB2CvifiCECECBBCCdddBQCEQvvIViiiiiBJT双口网络（Q点附近）从而，此公式仅对交流小信号有效。CEQBBEieVihv输出端交流短路时的输入电阻，常用rbe表示；输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数，常用β表示；输入端交流开路时的反向电压传输比，常用μre表示；输入端交流开路时的输出电导，常用1/rce表示。四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H参数）。vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevceCEQBCfeViihBQCEBEreIhvvBQCECoeIihv1.BJT的H参数及小信号模型H参数的引出除了混合参数，还有Z参数（开路阻抗参数），Y参数（短路导纳参数）等网络参数模型。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+hrevceic=hfeib+hoevceBJT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。所以只适合对交流信号的分析。H参数与工作点有关，在放大区基本不变。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（虚拟电流源）。电流源的流向由ib的流向决定。受控电压源hrevce：反映了BJT输出回路电压对输入回路的影响，其极性与vbe相反。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S101010~101052433oefereieehhhhh简化后的模型:用rbe表示hie，用β表示hfe。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)mA()mV(26)1(200EQbeIr)mA()mV(26)mA()mV(EQEQeIIVrT而(T=300K)一般也用公式估算rbe（忽略re′）VT:温度的电压当量公式适用范围：常温且0.1mAIEQ5mA时再次强调，rbe是动态电阻（交流电阻），只能进行动态分析，计算动态指标，不能用来进行静态分析。注意：)mA()mV(26)1(200EQbeIr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bBEQBBBQRVVI一般硅管VBEQ=0.7V，锗管VBEQ=0.2V，已知。BQCQIβILCQcCEQCCCEQ)(RIRVVV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)(bebbirRivbciβi)//(LccoRRiv则电压增益为bebLcbebbLcbbebbLccio)//()()//()()//(rRRRβrRiRRiβrRiRRiAvvv电压增益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输入电阻输出电阻令0iv0bi0biβRo=Rc所以bebbbebbbiiiirRirRiiiR)(vvLsR,0ttovviR3.小信号模型分析法的适用范围放大电路的输入信号幅度较小，BJT工作在其V-I特性曲线的线性范围（即放大区）内。H参数的值是在静态工作点上求得的。所以，放大电路的动态性能与静态工作点参数值的大小及稳定性密切相关。优点：分析放大电路的动态性能指标(Av、Ri和Ro等)非常方便，且适用于频率较高时的分析。4.3.2小信号模型分析法缺点：在BJT与放大电路的小信号等效电路中，电压、电流等电量及BJT的H参数均是针对变化量(交流量)而言的，不能用来分析计算静态工作点。例题1.电路如图所示。试画出其小信号等效模型电路。-VCCRcRLReRb2Rb1Cb2Cb1+-vo+-vi++cebbIbIrbeebcbIbIRerbeebcbIiIiVbIRb2Rerbe+-ebcbIiIiVbIRb1Rb2Rerbe+-ebcbIiIiVbIRb1Rb2RcRerbe+-ebcbIiIiVbIoVRb1Rb2RcReRLrbe+-+-ebc解：解：（1）4Vk4mA212cCQCCCEQRIVVmA2A4050BQCQIβIA40k300V12bCCbBECCBQRVRVVIioVVVAsoVSVVA2.放大电路如图所示。试求：（1）Q点；（2）、oiRR、、。已知=50。TRBRCVCC阻容耦合共射放大电路直流通路IBQICQk4coRR36.73)87.115(500863863VsiiVSARRRA（2）863)mA()mV(26)1(200)mA()mV(26)1(200CQEQbeIIr87.115)//(beLcioVrRRVVA863//bebebirrRR共射极放大电路3.放大电路如图所示。已知BJT的ß=80，Rb=300k，Rc=2k，VCC=+12V，求：（1）放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？（2）当Rb=100k时，放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？（忽略BJT的饱和压降）解：（1）μA40300k2V1bBECCBQRVVI（2）当Rb=100k时，3.2mAμA4080BQCQβII5.6V3.2mA2kV12CQcCCCEQIRVV静态工作点为Q（40A，3.2mA，5.6V），BJT工作在放大区。其最小值也只能为0，即IC的最大电流为：μA120100k2V1bCCBQRVImA6.9μA12080BQCQIIV2.79.6mA2k-V12CQcCCCEQIRVVmA62k2V1cCCCMRVICMBQII由于，所以BJT工作在饱和区。VCE不可能为负值，此时，Q（120uA，6mA，0V），作业P1884.3.11