高频课件chap4.2

4.2.1 形式等效电路（网络参数等效电路）
ɺ ɺ 设输入电压 V1和输出电压 V2为自变量
式中： 式中：
Iɺ1 yi = Vɺ1 Iɺ1 yr = Vɺ2 Iɺ 2 yf = Vɺ1 Iɺ 2 yo = Vɺ2
Vɺ2 = 0
ɺ ɺ ɺ I1 = yiV1 + yrV2 ɺ ɺ ɺ I = yV +yV
Cb′e (Cµ )是发射结结电容 100 − 500 pF
g m V b'e 表示晶体管放大作用 的等效受控电流源
•
g m为微变跨导。
优点： 各个元件在很宽的频率范围内都保持常数。 优点： 各个元件在很宽的频率范围内都保持常数。 缺点： 分析电路不够方便。 缺点： 分析电路不够方便。
4.2.3 等效电路参数的互换
图 4.2.5 ｙ参数及混合π等效电路 参数及混合π
4.2.3 等效电路参数的互换
rb b ′ 1 << ω ( C b ′e + C b ′c )
gm f << f T ≈ 2π(Cb'e + Cb'c )
Cie
yie
gieyreuce
yfeube
y Coeoe goe
Iɺ1 y ie = ɺ V1
VCC Rb1 Tr1 T C
1 L2 3
输出回路 输入回路 晶体管 T C Tr2
3 2 L 1 5 4
Tr2
4 yL 5
Tr1
yL
Rb2
Cb
Re
Ce
因为放大器由信号源、晶体管、并联振荡回路和负载阻抗 因为放大器由信号源、晶体管、 并联组成，采用导纳分析比较方便，为此, 引入晶体管的y（ 并联组成，采用导纳分析比较方便，为此 引入晶体管的 （导 参数等效电路。 纳）参数等效电路。
则：
yb′c ≈ jωC b′c , g b′c 很小，可忽略。
4.2.3 等效电路参数的互换
令a = 1 + rbb′ g b′e，b = ωCb′e rbb′，则：
g b′e + jωCb′e (g b′e + jωCb′e )(a − jb ) yi = yie = = a + jb a 2 + b2 (1 + rbb′ g b′e )ωCb′e − ωCb′e rbb′ gb′e ag + bωCb′e = b′e 2 +j a + b2 a 2 + b2 ag + bωCb′e C = b′e 2 + jω 2 b′e 2 yo a + b2 a +b = g ie + jωCie
ɺ ɺ ɺ = Vbe − Vb′e …… (1) 由图可得：I b rbb′
ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ 对于节点2：I c = (Vce − Vb′e )( g b′c + jωCb′c ) + g mVb′e + Vce g ce ɺ ɺ = ( g − y ′ ) V ′ + ( y ′ + g )V ⋯⋯ (3)
4.2.2 混合л等效电路
rbb′是基区体电阻 15 − 250Ω
三个附结电容是 由晶体管引线和 封装等结构所形 成，数值小，一 般在高频状态下 y（导纳）参数的缺点：随频率变化；物理含义不明显。 （导纳）参数的缺点：随频率变化；物理含义不明显。 可忽略。
rb′e是由基区到发射区 的基射集间等效电容
= g ie + j ω C ie
V2 = 0
y oe
ɺ I2 = ɺ V2
= g oe + j ω C oe
V1 = 0
4.2.3 等效电路参数的互换
① ②
ɺ ɺ ɺ ɺ 对于节点1 : I b + (Vce − Vb′e )( g b′c + jωCb′c ) = Vb′e ( g b′e + jωCb′e ) − 1 ɺ 1 ɺ ɺ Vbe + ( + yb′e + yb′c )Vb′e − yb′cVce = 0 …… (2) rbb′ rbb′
m bc be bc ce ce
式中：yb′e = g b′e + jωCb′e，yb′c = g b′c + jωCb′c
ɺ 由式（2）可得：Vb′e =
ɺ 代入式（ ）：I b = 1
yb′c 1 ɺ Vbe + 1 + rbb′ ( yb′e + yb′c ) 1 + rbb′ ( yb′e + yb′c )
4.2.1 形式等效电路（网络参数等效电路）
放大器输出导纳Y 放大器输出导纳Yo
I = y V + y V ie 1 re 2 •1 • • I 2 = y fe V1 + y ce V 2 • • • I 1 = −Ys V1 ( I s = 0 )
• • •
ɺ yre yfe I2 Yo = = yoe − ɺ V2 yie + Ys
放大器输入导纳Y 放大器输入导纳Yi
I = y V + y V ie 1 re 2 •1 • • I 2 = y fe V1 + y ce V 2 • • I 2 = − YL V 2
• • •
ɺ yre yfe I1 Yi = = yie − ɺ V1 yoe + YL
输入导纳与负载导纳有关，反 映晶体管有内部反馈，反馈由 内部传输导纳yre引起。
2 f 1
o 2
称为输出短路时的输入导纳； 称为输出短路时的输入导纳； 称为输入短路时的反向传输导纳； 称为输入短路时的反向传输导纳； 称为输出短路时的正向传输导纳； 称为输出短路时的正向传输导纳； 称为输入短路时的输出导纳。 称为输入短路时的输出导纳。
Vɺ1 = 0
Vɺ2 = 0
Vɺ1 = 0
4.2.1 形式等效电路（网络参数等效电路）
•
yfe Av = • = − yoe + YL V1
•
V2
可知，正向传输导纳越大，放 大器的增益越大。负号表示输 入、输出电压相位差为180度。
4.2.2 混合л等效电路
形式等效电路优点是，没有涉及晶体管内部 的物理过程，因而不仅适用于晶体管，也适 用于任何四端（或三端）器件。 缺点：没有考虑晶体管内部的物理过程。参 数随频率变化；物理含义不明显。 随频率变化； 随频率变化 物理含义不明显。 把晶体管内部的复杂关系，用集中元件RLC 把晶体管内部的复杂关系，用集中元件 表示， 表示，则每一元件与晶体管内发生的某种物 理过程具有明显的关系。 理过程具有明显的关系。这种物理模拟的方 法所得到的物理等效电路就是所谓的混合л 法所得到的物理等效电路就是所谓的 等效电路
= g oe + jωCoe
ag b′e + bωCb′e Cb′e ，Cie = 2 g ie = 2 2 a +b a + b2
gm = y fe ∠ϕ fe y fe = a + jb jωCb′c yre = − = yre ∠ϕ re
4.2.3 等效电路参数的互换
26 β 0 rb'e = IE
ɺ Ic β I = 0 = C gm = ɺ Vb′e rb'e 26
1 << rb' e ω C b' e 或 f >> f β
在高频时，rb′c 可以 忽略，Cb′c 不能忽略。
b
rbb′
b′ Cb′c gb′c Cb′e e
c
gmVb′e
yb′e + yb′c yb′c ɺ ɺ Vbe − Vce 1 + rbb′ ( yb′e + yb′c ) 1 + rbb′ ( yb′e + yb′c )
1 rbb′ yb′c ɺ ɺ ɺ ɺ 代入式(3)：I c = ( g m − yb′c ) Vbe + Vce + ( yb′c + g ce )Vce 1 + rbb′ ( yb′e + yb′c ) 1 + rbb′ ( yb′e + yb′c ) = g m − yb′c r y (g − yb′c ) ɺ ɺ Vbe + g ce + yb′c + bb′ b′c m Vce 1 + rbb′ ( yb′e + yb′c ) 1 + rbb′ ( yb′e + yb′c )
通常，当晶体管直流工作点选定以后，混合 л等效电路各元件的参数便予确定，其中有 些可由晶体管手册上直接查得，另一些也可 根据手册上的其他数值计算出来。但在小信 号放大器或其它电路中，为了简单和方便， 却以y参数等效电路作为分析基础。因此，有 必要讨论混合л等效电路参数与y参数的转换， 以便根据确定的元件参数进行小信号放大器 或其他电路的设计和计算。
4.2 晶体管高频小信号等效电路与参数 4.2.1 4.2.2 4.2.3 形式等效电路（网络参数等效电路） 网络参数等效电路） 混合π等效电路 混合 等效电路 混合π等效电路参数与 混合 等效电路参数与 形式等效电路ｙ 形式等效电路ｙ参数的转换 晶体管的高频参数
4.2.4
4.2.1 形式等效电路（网络参数等效电路）
4.2.2 混合л等效电路
y（导纳）参数的缺点：随频率变化；物理含义不明显。 （导纳）参数的缺点：随频率变化；物理含义不明显。
c
rcc Cb'c rbb' Cb'e rb'c b' rce rb'e ree e gm vb‘e
b
优点： 各个元件在很宽的频率范围内都保持常数。 优点： 各个元件在很宽的频率范围内都保持常数。 缺点： 分析电路不够方便。 缺点： 分析电路不够方便。