三极管电路的小信号模型分析方法
三极管电路分析方法
三极管电路分析方法
三极管电路的分析方法通常包括以下几步：
1. 确定电路工作状态：根据电路中的电源电压和电阻值，可以通过计算或估算来确定三极管的工作状态，即饱和状态、截止状态还是放大状态。
2. 确定输入信号：确定输入信号的幅度和频率。
3. 确定三极管的参数：通过手册或规格书获取三极管的参数，如得到DC当前比例值(beta)或者小信号参数转移函数。
4. 绘制等效电路模型：根据三极管的工作状态和参数，绘制三极管的等效电路模型。
5. 应用小信号模型：将输入信号分解为直流分量和交流分量，然后将交流分量应用到等效电路模型中，得到输出信号。
6. 分析输出信号：通过求解等效电路模型，计算输出电压和输出电流的幅值，以及增益和相位移等指标。
7. 进行稳定性分析：根据等效电路模型中的电容、电感等元件，分析电路的稳定性和频率响应。
8. 进行偏置点设置：根据三极管的工作状态和偏置点的要求，调整电路中电阻的值，以实现所需的工作状态。
以上是一般的三极管电路分析方法，具体分析步骤也可能根据电路的复杂程度和设计要求而有所不同。
2.4.4 三极管的直流模型和中低频小信号等效模型
几何意义：在uCE=UCEQ的竖线上Q点附近， 不同的两个iB和在对应两条输出特性曲线 上产生的iC变化值的比对
h 22e
iC uCE
IB
物理意义：输入端交流开路时的输 出电导(1/rce,非常小）。
几何意义：IB=IBQ的那条输出特性曲 线在Q点附近的斜率
ΔiC
ΔiC
ΔiB
四个参数量纲各不相同，故称为混合参数。
E C _ C + U C B I I β E + _ B I )NO(EB E B U _ + U B
2.4.4 三极管的直流模型和中低频小信号等效模型 1、三极管的直流模型 条件：三极管工作在放大状态下； 其输入端可用直流电压源等效， 输出端可用受控电流源等效;
C
B
E
三极管简化直流电路模型
2、三极管的微变等效模型 （1）三极管的h参数：
例1：
已知两只晶体管的电流放大系数β分别为50和100，现 测得放大电路中这两只管子两个电极的电流如图P1.14 所示。分别求另一电极的电流，标出其实际方向，并 在圆圈中画出管子。
例2 ：习题12 例3：习题14
作业：习题11
ΔuCE
（2）三极管的h参数等效电路
根据
ube= h11eib+ h12euce ic= h21eib+ h22euce
可得小信号模型
ib h11
ube h12uce
ic h21ib h22 uce
BJT的H参数模型
4. 简化的H参数等效模型（微变等效电路）
一般情况下：
h11= rbe
h21 =
re
UT (mV) IEQ (mA)
三极管放大电路分析方法
三极管放大电路分析方法1.直流分析法：首先需要对三极管的直流工作点进行分析，确定三极管的偏置电流及偏置电压。
偏置电流的大小决定了三极管的放大倍数，偏置电压的大小决定了输出信号的工作范围。
直流分析法的步骤如下：-根据电路图，将三极管放大电路简化为三极管模型，剔除输入和输出耦合电容等影响。
-利用基本电路分析技巧，根据电路中的电阻、电压和电流关系，列出基于基尔霍夫定律的电路方程。
-解电路方程，计算出各个节点和元件的电流和电压值。
-利用得到的结果，确定三极管的工作状态和偏置电流。
2.小信号分析法：在直流偏置条件下，对三极管的输入信号进行小信号分析，得到输入端和输出端的端口等效电路，从而计算三极管的增益和带宽等性能指标。
小信号分析法的步骤如下：-对三极管放大电路进行小信号模型化处理，即将电路中的大信号元件（如三极管和电容等）线性化为小信号源和等效电路。
-根据放大电路的小信号模型，利用基本电路分析技巧，建立输入端和输出端的等效电路。
-根据等效电路，计算放大电路的增益和带宽等性能参数。
3.负反馈法：-确定三极管放大电路的基本参数，如放大倍数、输入和输出阻抗等。
-控制负反馈系统的增益，确定电压比例器的比例关系。
-根据反馈系统的特性和电路的参数，确定电压比例器的阻值，从而实现所需的放大倍数。
-在确定了电压比例器的阻值后，通过计算反馈回路的频率响应、相移等参数，来进一步优化电路性能。
以上是三极管放大电路分析的几种常用方法，每种方法都有其独特的优势和适用范围。
通过综合运用这些方法，可以对三极管放大电路进行全面的分析和优化，实现设计要求。
三极管电路的基本分析方法演示文稿
UBEQ、IBQ、ICQu、oU＝CuEQce），而且Uim不能太
大。
O uCE UCEQ uOo
O
t ib
t ic
t
uce ＝－icRC t t
第十一页，共25页。
三极管的交流通路
交流电流的流通 路径
对交流信 号短路
C1
ii
RB
ui
+
VBB–
ib
内阻小，对交 流信号短路
不接负载时，交、直流负载线重合，V CC= VCC
不发生饱和失真的条件： IBQ + I bm IBS
第十八页，共25页。
第 2 章 半导体三极管
饱和失真的本质：
C1+ +
ui
RC
RB iB
iC
+C2
V
+VCC +
RL uo
负载开路时： 受 RC 的限制，iB 增大，iC 不可能超过 VCC/RC 。
第 2 章 半导体三极管
二、工程近似分析法
iC
IBQVBBRUBBE(on)
RB iB
+ 1 k
VBB+–
1135Vk+uBE
uCE
–
5
V
RC + –VCC
30.70.02(mA ) 115
= 100
ICQ IBQ
要么已知，要么由输出特 性曲线求得。
100 0.02 2(m)A
U CE V Q C CICR Q C
从输入当端输口入看交进流信去号，很相小时当，于可电将阻静态r工be作点Q附近一段曲线当作
u U 2m 6 V 直线，因b此e ，当uCE为常数T 时，输入电压的变化量ΔuBE（即交流量
三极管电路的小信号模型分析方法
参数的物理意义
极间电阻
描述三极管内部电阻，影响三极管的放大倍数和频率 响应。
极间电容
描述三极管内部电容，影响三极管的频率响应和稳定 性。
放大倍数
描述三极管放大能力的重要参数，影响三极管电路的 增益和稳定性。
参数的测量与计算
极间电阻的测量
通过测量三极管在不同工作点的电压和电流，利 用欧姆定律计算极间电阻。
详细描述
在共射极电路中，基极和集电极之间加上小信号电压，通过小信号模型分析可以得出输 入电阻、输出电阻和电压放大倍数等关键参数。输入电阻是指从基极输入端看进去的电 阻，输出电阻是指从集电极输出端看进去的电阻，电压放大倍数是指集电极电压与基极
电压之比。这些参数对于理解电路性能和设计具有重要意义。
共基极电路的小信号模型分析
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
详细描述
在振荡器的小信号模型分析中，我们需要考虑三极管的交流等效电路，包括基 极和集电极的电阻、电感和电容。同时，我们还需要分析反馈网络的频率响应， 以确定振荡器的振荡频率和稳定性。
滤波器的小信号模型分析
总结词
滤波器的小信号模型分析主要关注三极管的频率响应和传递函数。
详细描述
在滤波器的小信号模型分析中，我们需要计算三极管的频率响应，即三极管在不同频率下的增益和相 位响应。同时，我们还需要分析滤波器的传递函数，以确定滤波器的类型（高通、低通、带通或带阻 ）和性能参数（如截止频率、通带增益等）。
共集电极电路的小信号模型分析
总结词
共集电极电路是一种应用广泛的三极管电路，通过小信 号模型分析可以得出电压放大倍数、输入电阻和输出电 阻等关键参数。
详细描述
在共集电极电路中，集电极和发射极之间加上小信号电 压，通过小信号模型分析可以得出电压放大倍数、输入 电阻和输出电阻等关键参数。电压放大倍数是指发射极 电压与基极电压之比，输入电阻是指从发射极输入端看 进去的电阻，输出电阻是指从集电极输出端看进去的电 阻。这些参数对于理解电路性能和设计具有重要意义。
模拟电子技术：第4章三极管基本放大电路3.4小信号模型分析法
放大器对负载来说就是一个信号源，而该信号 源的内阻就是放大器的输出电阻Ro
•
Ii
Rs
•
•
Vi
Vs
放大器
Ro
Ri
•
Vo'
电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础
•
Io
•
Vo
Ro
RL
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4.4.3 小信号模型分析基本共射放大电路
• 步骤5——求输出电阻R o
•
Av
Ri Ri Rs
92 0.87 0.87 0.5
58.6
记忆
由于信号源存在内阻Rs，输入信号在Rs上要按损失掉一部分，使放大 器实际输入信号Vi<Vs，从而使放大倍数下降。所以Ri越大越好。
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4.4.3 小信号模型分析基本共射放大电路
• 讨论
– ③放大电路常用正弦波作为输入信号电压，所以等效
电路中采用复数符号标出各电压和电流。
cபைடு நூலகம்
b ib
b
vi Rb
T
RC e
RL
vo
Rs
vs
vi Rb rbe
e
ic c
b ib
RC RL
vo
交流通路
微变等效电路
电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础
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4.4.3 小信号模型分析基本共射放大电路
第四章 半导体三极管及放大电路
武汉理工大学 信息工程学院 电子技术基础课程组
模拟电子技术——电子技术基础精品课程
4 半导体三极管及放大电路
小信号模型分析法(微变等效电路法)
ic hoe vce
β = hfe
rce= 1/hoe
• ur很小，一般为10-3∼10-4 ， 很小，一般为10 • rce很大，约为100kΩ。故 很大，约为100kΩ 100k 一般可忽略它们的影响， 一般可忽略它们的影响， 得到简化电路 BJT的 BJT的H参数模型为
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模拟电子技术基础
2
β 一般用测试仪测出； 一般用测试仪测出；
H参数的确定 H参数的确定
rbe 与Q点有关，可用图示 点有关，
仪测出。 仪测出。 也用公式估算 rbe rbe= rb + (1+ β ) re
rb为基区电阻，约为200Ω 为基区电阻，约为200 200Ω
VT (m ) V 26(m ) V re = = IEQ(m ) IEQ(m ) A A
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模拟电子技术基础
二
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 当放大电路的输入信号电压很小时， 小范围内的特性曲线近似地用直线来代替， 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。 极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。
dvBE = ∂vBE ∂iB
VCE ⋅ di + B
ic ib + vbe – b e c + vce –
∂iC d iC = ∂iB
∂iC VCE ⋅ diB + ∂vCE
∂vBE ∂vCE
IB
⋅ dvCE
IB
⋅ dvCE
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模拟电子技术基础
vbe = hieib + hrevce ic = hfe ib + hoevce
晶体三极管低频小信号模型
重要！
ib
b
+
hie ube
h
-
re
u
c
e
e
h feib +
+ -
-
ic c +
1/hoe uce
-
e
h参数模型
ib b
+
hie ube
-
e
ic = hfeib
+ -
c
+
uce
-
e
h参数简化模型
78/131 发 射 结 :iE
Uube IS e T
1
ISe
ube UT
, diE dube
c
rbbr'c b'
re
e
rbb': 低频时数百欧，典型值300，高频时几欧~几十欧。
hie
ube ib
rbb ( 1 hfe )re
rb b
(1
hfe )
26 I EQ
制作单位：北京交通大学电子信息工程学院 《模拟电子技术》课程组
76/131
微变量的累计就是瞬时变量。为了描述方便，常用交流 信号（如ube）符号表示信号的微变符号（Δ uBE ）。
ube hie ib hre uce
i c h f e i b h o e u c e
b iB
+ uBE
-
iC c
T1
e iE
+ uCE
-
ib b hie ib
+ ube
-
晶体三极管低频小信号模型
75/131
Δ u B E hieΔiB hreΔ u C E ΔiC hfeΔiB hoeΔuCE
lecture06三极管的低频小信号模型
根据图03.04(a)求输出电阻的原理 , 应将图 求输出电阻的原理, 根据图 求输出电阻的原理 03.20(b)微变等效电路的输入端短路 , 将负载开 微变等效电路的输入端短路, 微变等效电路的输入端短路 路.在输出端加 一个等效的 输出电压V'o 输出电压 于是: 于是:
与共射组态相同. 与共射组态相同.
(2)交流分析 (2)交流分析
共基极组态基本放大电路的微变等效电 路如图03.27所示. 03.27所示 路如图03.27所示. ①电压放大倍数
& & & Av = Vo /Vi =βR'L / rbe
②输入电阻 &i / I i = rbe // Re Ri = V & 1+ β rbe 图03.27 CB组态微变等效电路 ≈ (03.22) 1+ β ③输出电阻 Ro ≈RC
B' E / VT
求发射结的动态电导, 相当基区内一个点, 是基极. 求发射结的动态电导,b′相当基区内一个点,b是基极. ②βiB——输出电流源 输出电流源
1 diE 1 iE v /V = = I ES e ≈ re dv B' E 表示三极管的电流放大作用. VT VT 表示三极管的电流放大作用.
+UCC RB1 RC
0.8 =16 A IB ≈ = β 50
UCE = UCC IC RC IE (RE1 + RE1 ) = 12 0.8×6 0.8×3 = 4.8V
IC
RB2
RE1等效电路如图.
′ 其中 RB = RB 1 // RB 2 = 15 KΩ
26 26 rbe = 300 + (1+ β ) = 300 + 51× =1.96 K IE 0.8 ′ ri = RB //{rbe + (1+β RE} =15//(1.96 + 51×0.3) ) +U
小信号模型分析法(精)
当信号源有内阻时：
根据输出电阻的定义：
.
Ro=
Uo
.
RL ,
Io
US 0
0
•
•
Ib
Ιc
•
用加压求
Rb rbe
β Ib
流法求输
出电阻：
•
所以：
Ro
U
•
o
Rc
Io
0
•
Io
RL •
Uo
RC
例题 放大电路如图所示。已知BJT的 ß=50， 其他元件参数如图所示,试求
该电路的Ri，Ro，Au，若RL开路，Au如何变化。
3.4 小信号模型分析法
1．BJT的H参数及微变等效电路
（2）BJT的H参数微变等效电路
b ib hie
ic c
ube
hreuce
1
hfeib
hoe
uce
e
3.4 小信号模型分析法
（3）微变等效电路的简化
b ib hie
BJT在共射连接时，其H参 ube
hreuce
数的数量级一般为
h
e
hie hfe
解：IBQ
VCC
U BEQ Rb
12 0.7 300
40μA
ICQ IBQ =2mA
Rs
IEQ =IBQ +ICQ ICQ =2mA
uS
Rb
300kΩ
Cb1
20µF
ui
Rc 3kΩ Cb2
20µF
T uo
VCC 12V
RL
3kΩ
rbe
rbb '
(1
)
2（6 mV） IE（Q mA）
小信号模型分析法(微变等效电路法)
ib
对于BJT双口网络，输
入输出特性曲线如下：
vBE = f (iB，vCE) iC = g (iB ，vCE)
+b
vbe
–
e
在小信号情况下，对上两式取全微分得
ic
c+ vce –
dvBE
vBE iB
VCE
diB
vBE vCE
IB dvCE
id
iC C iB
VCE
diB
(T=300K)
rbe
200
(1
β)
26(mV ) IEQ(mA )
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模拟电子技术基础
2．H参数的应用
应用小信号模型分析下图所示的基本放大电路。
VCC
RB
C1
RC
C2
vi
T RL vo
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模拟电子技术基础
(1) 画出交流通路
vi
VCC
RB
C1
RC
C2
T RL vo
交流通路
vi
RB
T
RC RL vo
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模拟电子技术基础
vi RB
T
RC RL vo
(2) 画出微变等效电路
Ib
T
bc
Ic
Vi
RB rbe
ib RC
e
RL Vo
将BJT微变 等效
放大电路的微 变等效电路
MOS管原理、MOS管的小信号模型及其参数
MOS管原理、MOS管的⼩信号模型及其参数MOS管原理、MOS管的⼩信号模型及其参数MOS管是只有⼀种载流⼦参与导电，⽤输⼊电压控制输出电流的半导体器件。
有N沟道器件和P沟道器件。
有结型场效应三极管JFET(Junction Field Effect Transister)和绝缘栅型场效应三极管IGFET( Insulated Gate Field Effect Transister) 之分。
IGFET 也称⾦属-氧化物-半导体三极管MOSFET（Metal Oxide SemIConductor FET）。
MOS场效应管有增强型（Enhancement MOS 或EMOS）和耗尽型(Depletion)MOS或DMOS）两⼤类，每⼀类有N沟道和P沟道两种导电类型。
MOS管有三个电极：D(Drain) 称为漏极，相当双极型三极管的集电极；G(Gate) 称为栅极，相当于双极型三极管的基极；S(Source) 称为源极，相当于双极型三极管的发射极。
增强型MOS(EMOS)场效应管道增强型MOSFET基本上是⼀种左右对称的拓扑结构，它是在P型半导体上⽣成⼀层SiO2 薄膜绝缘层，然后⽤光刻⼯艺扩散两个⾼掺杂的N型区，从N型区引出电极，⼀个是漏极D，⼀个是源极S。
在源极和漏极之间的绝缘层上镀⼀层⾦属铝作为栅极G。
P型半导体称为衬底(substrat)，⽤符号B表⽰。
⼀、⼯作原理1．沟道形成原理当Vgs=0 V时，漏源之间相当两个背靠背的⼆极管，在D、S之间加上电压，不会在D、S间形成电流。
当栅极加有电压时，若0＜Vgs＜Vgs(th)时（VGS(th) 称为开启电压），通过栅极和衬底间的电容作⽤，将靠近栅极下⽅的P型半导体中的空⽳向下⽅排斥，出现了⼀薄层负离⼦的耗尽层。
耗尽层中的少⼦将向表层运动，但数量有限，不⾜以形成沟道，所以仍然不⾜以形成漏极电流ID。
进⼀步增加Vgs，当Vgs＞Vgs(th)时，由于此时的栅极电压已经⽐较强，在靠近栅极下⽅的P型半导体表层中聚集较多的电⼦，可以形成沟道，将漏极和源极沟通。
模电第四讲-小信号模型分析法
Rb在B、E之间
第四讲 Rc和RL在C、E 之 间
ic
输
+
出
vce
信
-
输
入
信
号
共射极放大电路
交流通路
发射极接地
在
B
C
B、
＋
＋
号 在 C、 E 之 间
E
rbe
βIb
之 间
Vi Rb Ib
Rc
E
RL Vo
－
－
end
第四讲
3、求电压增益 如图可得： Vi=Ib•rbe Ic=βIb Vo=-Ic•（Rc//RL）=-βIb •（Rc//RL） 则电压增益为：
= Av •
Ri Ri+Rs
=-115.87*0.863/(0.863+0.5)
=-73.36
end
第四讲
第四节、小信号模型分析法
一、三极管小信号建模 二、用H参数小信号模型分析基本共射放大电路
end
第四讲
建立小信号模型的意义
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。
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。
2、动态分析：rbe=200+(1+β)•26/IEQ≈200+51*26/2=863Ω Av=-(β•RL’)/rbe=-50*2/0.863=-115.87
end
第四讲
Ri=Rb//rbe=300//0.863≈0.863KΩ Ro=Rc=4KΩ
三极管小信号等效模型
三极管小信号等效模型三极管是一种常用的电子元件，广泛应用于各种电子设备中。
在电子电路设计中，为了简化复杂的电路结构，提高分析和计算的效率，通常会使用等效模型来代替实际的三极管。
本文将介绍三极管的小信号等效模型及其应用。
一、小信号等效模型的概念小信号等效模型是指在三极管工作于小信号条件下，将其非线性特性近似为线性特性的模型。
它可以将三极管的输入输出关系简化为电流和电压之间的线性关系，便于电路设计与分析。
二、三极管的小信号等效模型三极管的小信号等效模型包括输入端的电流源以及输出端的电压源。
其中，输入端的电流源称为输入电流源，表示输入信号对三极管的控制作用；输出端的电压源称为输出电压源，表示三极管输出信号的变化。
1. 输入电流源输入电流源的大小与输入信号的变化有关，通常用电流放大倍数β表示。
当输入信号为直流信号时，输入电流源的值为0。
而当输入信号为交流信号时，输入电流源的值与输入信号的变化成正比。
2. 输出电压源输出电压源的大小与输出信号的变化有关，通常用输出电压增益Av 表示。
当输出信号为直流信号时，输出电压源的值为0。
而当输出信号为交流信号时，输出电压源的值与输出信号的变化成正比。
三、小信号等效模型的应用小信号等效模型在电子电路设计中有广泛的应用。
它可以简化复杂的电路结构，使得电路分析和计算更加方便快捷。
同时，小信号等效模型也可以用于分析三极管的放大性能以及频率特性。
1. 放大性能分析通过小信号等效模型，可以方便地计算三极管的电流放大倍数β，以及输入输出电阻等参数。
这些参数可以用来评估三极管的放大性能，判断其是否适合特定的应用场景。
2. 频率特性分析通过小信号等效模型，可以方便地计算三极管的截止频率、增益带宽积等参数。
这些参数可以用来评估三极管的频率特性，确定其在不同频率下的工作范围。
四、小信号等效模型的限制小信号等效模型的基本假设是电路工作在小信号条件下，即输入信号的幅度相对于静态工作点来说是很小的。
三极管电路的小信号模型分析方法
μA
ic ib 100 5.5sint μ A 0.55 sint mA
uce
ic
( RC
//
RL
)
0.5 5s int
2.7 2.7
3.6 3.6
V
0.8 5s int
V
例2.2.3 解续：
（5）求总量 uBE、iB、iC、uCE
uBE U BEQ ube (0.7 7.2 10 3 sint ) V
简 化
rbe
uBE iB
uCE UCEQ
ube ib
uCE UCEQ
称为三极管的共发射极输入电阻，
为动态电阻
rce
uCE iC
iB IBQ
uce ic
iB IBQ
称为三极管的共发射极输出电阻，
为动态电阻。很大。
如何获取三极管小信号模型参数？
rbe
r bb
(1 ) UT
I EQ
r bb
沟道。改变uGS可控制导电沟道的宽窄，当uGS UGS(off) 时，
沟道全夹断。
二、N 沟道耗尽型 MOSFET
1. 结构、符号与工作原理
制造时在Sio2 绝缘层中掺入正离子，故在 uGS = 0 时已形成 沟道。改变uGS可控制导电沟道的宽窄，当uGS UGS(off) 时， 沟道全夹断。
2. 理解三极管放大电路的小信号模型分析法，了解 饱和失真和截止失真现象及其原因、措施。
3. 了解三极管开关电路及其分析。
重点：
1. 直流通路、交流通路、放大电路小信号等效电路 的画法。
2. 三极管直流电路的工作点估算。
课间休息
2.3 单极型半导体三极管 及其电路分析
小信号模型分析法
回忆BJT三极管的小信号模型BJT双口网络BJT管小信号模型4.4 小信号模型分析4.4.1 MOSFET小信号模型分析（1）模型iD Kn (vGS VT )2 Kn (VGSQ vgs VT )2 Kn[(VGSQ VT ) vgs ]2 Kn (VGSQ VT )2 2Kn (VGSQ VT )vgs Kn vg2s IDQ gm vgs Kn vg2s静态值 （直流）动态值 （交流）非线性 失真项gm 2Kn (vGS VT )当 vgs<< 2(VGSQ- VT )时， iD IDQ gmvgs IDQ id直流+交流3. 小信号模型分析 FET低频小信号模型SiO2 绝缘层(1)输入回路g、s间: iG 0, rgs= 106~109Ω， g、s开路(2)输出回路d、s间: id gmvgs 电压控制电流源rds vDS iD 1ID0时λ=0时， rds= ∞4.4.2 共源极放大电路分析例4.4.1 VDD = 5V， Rd=3.9k Rg1=60k， Rg2=40k。
VT = 1V， Kn = 0.8mA/V2，＝0.02V-1 。
计算 静态值， 小信号电压增益Av，Ri， Ro电路分析： vig极组态判断 vod极剩 s极 共用＝0.02共源极放大电路例4.4.1（1）电路的静态值（画直流通路）解：VGSQ Rg2 Rg1 Rg2 VDD 40 5V 2V 60 40+ VGS ID + VDS IDQ Kn(VGS VT )2 (0.8)(2 1)2mA 0.8mA直流通路VDSQ VDD IDRd [5 0.8 3.9]V 1.88V满足 VGS VT ,VDS (VGS VT ) ,工作在饱和区（2）放大电路动态分析 小信号等效电路：①直流电源VDD短路 — 接地； ②电容Cb1、 Cb2短路；例4.4.1 （2）放大电路动态分析gm 2Kn (VGSQ VT ) 2 0.8 (2 1)mS 1.6mSsRg2rds [Kn (vGS VT )2 ]11ID小信号等效电路IDQ Kn (VGS VT )2 1 k 62.5k 0.02 0.8Avvo vigmvgs (rds v gs// Rd ) gm (rds // Rd ) 5.87Ri Rg1 // Rg2 24k Ro rds // Rd 3.67ksRg2小信号等效电路4.4.3 带源极电阻的共源极放大电路（稳Q点）电路分析： vig极组态判断： vod极剩 s极 共用共源极放大电路sis比较分压式射极偏置电路: 稳Q点4.4.3 带源极电阻的共源极放大电路（稳Q点）1. 求 静态工作点（画直流通路）VGS VG VS[Rg2 Rg1 Rg2(VDDVSS)VSS]sis ( ID Rs VSS )ID Kn (VGS VT )2IDVDS (VDD VSS ) ID ( Rd Rs )+验证是否满足 VGS VT ,VDS (VGS VT ) 饱和区条件：VG +VGSVS VDS s直流通路（2）放大电路动态分析小信号等效电路：①直流电源VDD、VSS短路 — 接地；②电容Cb1、 Cb2短路；sis（2）放大电路动态分析rds [Kn (vGS VT )2 ]11IDgm 2Kn (VGSQ VT )Av vo vi gmvgs Rd v gs gmvgs Rssi gm Rd 1 gm RsRi Rg1 // Rg2Ro Rd＝0, rds→∞isRg2s小信号等效电路Avsvo vSvo vivi vSAvRiRi RSi。
2.5 晶体三极管的小信号电路模型
2.5晶体三极管的小信号电路模型晶体管工作在放大状态时，在静态工作点附近的小范围内，伏安特性曲线的非线性可忽略不计，近似用一段直线来代替，从而获得一线性化的电路模型，即小信号(或微变)电路模型。
晶体三极管的小信号电路模型1)晶体管是工作在放大区的2)输入信号是足够小的交流信号注意两个条件晶体三极管的小信号电路模型三极管作为四端网络，选择不同的自变量，可以形成多种电路模型。
最常用的是混合型小信号电路模型。
其它：H参数模型。
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）晶体三极管的小信号电路模型直流电量放大电路中交流电量晶体三极管的小信号电路模型符号规定晶体三极管的四个参量的总瞬时表达式:B BQ b;BE BEQ beC CQ c;CE CEQ ce=+=+=+=+i I i v v v i I i v v v晶体三极管的小信号电路模型混合π型小信号电路模型晶体管的低频混合π型电路模型为：r b 'er ce r bb 'b c e g m v b 'ei b i c b '内基极串联并联晶体三极管的小信号电路模型 小信号电路参数小信号模型中的电路参数是如何定义和计算的呢晶体三极管的小信号电路模型 小信号电路参数⏹r基极引线电阻+基区体电bb阻，约几十欧，常忽略不计。
晶体三极管的小信号电路模型简化的低频混合π电路模型cbeT i Ci B r b 'eb ceg m v b 'e i bi c=βi b 略r bb ',r ce有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）晶体三极管的小信号电路模型 小信号电路参数中的β和αβ和α分别表示共E和共B组态交流电流传输系数。
晶体三极管的小信号电路模型混合π型小信号电路模型考虑结电容影响，得到高频混合π型电路模型。
r b 'er cec b 'c c b 'er bb 'b ce g m v b 'eb 'i b i c晶体三极管的小信号电路模型小结：（1）小信号电路模型只能用于分析叠加在Q点上各交流量之间的相互关系，不能用于直流分析。
三极管小信号等效电路
三极管小信号等效电路三极管是一种常用的电子器件，广泛应用于放大、开关和稳压等电路中。
在进行电路分析和设计时，为了简化复杂的三极管电路，常常使用小信号等效电路模型。
本文将介绍三极管小信号等效电路的原理和应用。
一、三极管小信号等效电路的原理三极管小信号等效电路是通过将三极管的基本特性进行线性化处理，将非线性的三极管电路转化为具有线性特性的等效电路。
这样可以简化电路分析和设计的过程，使得计算更加方便和直观。
在三极管小信号等效电路中，三极管被替换为了一个等效的线性元件，通常为一个电阻。
这个等效电阻叫做三极管的输入电阻和输出电阻，分别用于描述输入信号和输出信号在三极管中的传输特性。
根据三极管的不同工作状态，可以分为共射、共基和共集三种小信号等效电路模型。
1. 共射模型共射模型是最常用的三极管小信号等效电路模型。
在共射模式下，输入信号加在基极上，输出信号从集电极上取出。
共射模型的特点是电压放大倍数较大，输入电阻较高，输出电阻较低。
2. 共基模型共基模型是在共射模型的基础上进行变换得到的。
在共基模式下，输入信号加在发射极上，输出信号从集电极上取出。
共基模型的特点是电流放大倍数较大，输入电阻较低，输出电阻较高。
3. 共集模型共集模型是在共射模型的基础上进行变换得到的。
在共集模式下，输入信号加在基极上，输出信号从发射极上取出。
共集模型的特点是电压放大倍数接近1，输入电阻较低，输出电阻较高。
三、三极管小信号等效电路的应用三极管小信号等效电路在电子电路的分析和设计中起到了重要的作用。
它可以帮助我们简化复杂的三极管电路，从而更好地理解电路的工作原理和性能。
1. 放大电路三极管小信号等效电路常用于放大电路的设计和分析中。
通过计算等效电路的参数，可以确定放大电路的增益、输入和输出电阻等关键指标。
这样可以更好地控制电路的放大倍数和频率响应，提高电路的性能。
2. 开关电路三极管的开关特性使得它在开关电路中有着广泛的应用。
通过对三极管的小信号等效电路进行分析，可以确定开关电路的工作状态和电路的响应时间。
BJT的H参数及小信号建模
(输出端短路时) 输入阻抗 (欧姆)→hi
h12
v1 v2 i1 0
(输入端开路时) 反向电压传输系数 （无量纲）→hr
h21
i2 i1
v2 0
(输出端短路时) 正向电流传输系数 （无量纲）→hf
h22
i2 v 2 i1 0
(输入端开路时) 输出导纳 （西门子）→ho
BJT的H参数及小信号建模
v1
➢ 对于低频模型可以不考虑结电容的影响。
BJT的H参数及小信号建模
简化H参数模型
H参数的确定（注意：参数是 “工作点处的参数”）
➢ —电流放大系数，一般用测
试仪测出
➢ ib—反映了三极管具有电流控
制电流源CCCS的特性。 ➢ rbe —三极管的交流输入电阻，
与Q点有关，可用图示仪测出， 也可用公式估算。
模拟电子技术
知识点： BJT的H参数及小信号建模
BJT的H参数及小信号建模
➢ 建立小信号模型的意义
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。
➢ 建立小信号模型的思路
当放大电路的输入信号电压幅值很小时，就可以把 三极管在Q点附近小范围内的特性曲线近似地用直线 来 代替，这样就可以把三极管这个非线性器件用小信 号模 型来代替了。（注意：只适用于低频小信号）
BJT的H参数及小信号建模
i1
i2
+
v_1
双口 有源器件
+
v_2
双口网络的电压－电流关系参数：
A、B、Z、Y、H、G
BJT的H参数及小信号建模
i1
i2
+
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（1) uGS 对输出电流iD 的控制作用 a. uGS = 0时 ，无导电沟道。 b. 给uGS 加正电压，当uGS UGS(th) 时，栅极表面层形成导电沟道 开始形成导电沟道所需的栅源电压称为开启电压（ UGS(th) ） c. 增大uGS ，则导电沟道加宽。
改变uGS可控制导电沟道的宽窄，从而控制输出电流iD的大小。
4 uGS /V
iD /mA uGS = – 8 V
–6V –4V –2V
iD /mA
UGS(th)
–2O
O
－ uDS /V
uGS /V
O
－
0V I 2 V DSS 4V u /V O
DS
例2.2.3 图示硅三极管放大电路中， RS 为信号源内阻， RL 为外 接 负 载 电 阻 ， C1 、 C2 为 隔 直 耦 合 电 容 ， β=100 ， us=10sin t（mV），试求 iB、uBE、iC、uCE 。 （1）画直流通路，估算Q点 解：
UBEQ 0.7V
I CQ I BQ
饱和区时， 为一族重叠曲线
uGS 2 i I ( 1 ) 当EMOS管工作于放大区时，电流方程为 D DO U GS (th)
uGS = 2UGS(th) 时的 iD 值
二、N 沟道耗尽型 MOSFET
二、N 沟道耗尽型 MOSFET 制造时在Sio2 绝缘层中掺入正离子，故在 uGS = 0 时已形成 沟道。改变uGS可控制导电沟道的宽窄，当uGS UGS(off) 时， 沟道全夹断。
uBE U BEQ ube (0.7 7.2 103 sint ) V
i B I BQ ib (24 5.5 sint ) μ A iC I CQ ic (2.4 0.55 sint ) mA
uCE U CEQ uce (5.5 0.85 sint ) V
功耗小、宜大规模集成。 结型 （JFET型即 Junction Field Effect Transistor)
类 型 N沟道 P沟道 N沟道 P沟道 增强型 耗尽型 增强型
金属－氧化物－半导体型（MOSFET 型即 Metal－Oxide－Semiconductor type Field Effect Transistor）
（2）uDS 对输出电流 iD的控制作用
DS 间的电位差使沟道呈锥形， 靠近漏极端的沟道最窄。
（2）uDS 对输出电流 iD的控制作用
DS 间的电位差使沟道呈锥形， 靠近漏极端的沟道最窄。
当uGD = UGS(th) 时，漏极附近 反型层消失，称为预夹断。
（2）uDS 对输出电流 iD的控制作用
4. 受控源电流源 ib 的流向可否假定？
5. 电阻rbe、rce可否用万用表测得？
讨论小结：对小信号模型应注意
（1）适用条件：放大区、低频、小信号
（2）参数与Q点有关； 等效电阻是动态电阻。
2. 放大电路的小信号模型分析法
步骤：（1）画出放大电路的直流通路，求Q点。 （2）画出放大电路的交流通路，然后用三极管小信号 模型取代交流通路中的三极管，得三极管放大电 路的小信号等效电路。 （3）计算rbe 和放大电路动态电流、电压、性能参数。
简 化
uBE rbe i B
uCE U CEQ
ube ib
uCE U CEQ
称为三极管的共发射极输入电阻， 为动态电阻
uCE rce i C
iB I BQ
uce ic
iB I BQ
称为三极管的共发射极输出电阻， 为动态电阻。很大。
如何获取三极管小信号模型参数？
rbe r bb
直流通路：指静态电流的通路，用以确定静点工作点。 画法：将电路中的电容断开，将信号电压源短路但保 留其内阻，其它元器件保留。 交流通路：指动态电流的通路，用以给信号提供传输路径，
利用之可方便分析电路性能。 画法：将电路中的耦合电容、旁路电容和直流电压源看成短路
（直流电流源看成开路），其它元器件保留。
压控恒流特性、放大特性
截止区 uGS UGS(th)
沟道全夹断 iD = 0
提示： 1. FET和BJT的饱和区 含义、特性不同。 2. 全夹断与预夹断不同。
三个工作区：
特点：△iD≈ gm △uGS 条件：uGS>UGS(th); uDS>uGS- UGS(th)
1 iD 特点： rds u DS
例2.2.3 解续：
（4）求动态量 ube、ib、ic、uce
10 sin t 470 1.3 470 1.3 mV 7.2 sin t mV 470 1.3 0.51 470 1.3
ube
RB // rbe us RS RB // rbe
ube 7.2 sint ib μ A 5.5 sint μ A rbe 1.3
i c i b 100 5.5 sint μ A 0.55sint mA
2.7 3.6 uce ic ( RC // RL ) 0.55 sint V 0.85 sint V 2.7 3.6
例2.2.3 解续：
（5）求总量 uBE、iB、iC、uCE
预夹断发生之前： uDS iD
预夹断发生之后：uDS iD 不变
因为预夹断发生之后： uAS为常数，且A、S间 的沟道电阻近似为常数
3. 伏安特性
(1) 输出特性
i D f ( uDS ) u
GS 常数
可变电阻区（非饱和区） uDS < uGS UGS(th)即未预夹断
压控电阻特性 放大区(饱和区) uDS uGS UGS(th) , 已预夹断。
2.2 复习要点
主要要求：
1. 掌握三极管直流电路的工程近似分析法，了解三
极管电路的图解分析法。 2. 理解三极管放大电路的小信号模型分析法，了解 饱和失真和截止失真现象及其原因、措施。 3. 了解三极管开关电路及其分析。
重点：
1. 直流通路、交流通路、放大电路小信号等效电路
的画法。 2. 三极管直流电路的工作点估算。
uGS 取正、负、零都可以，因此使用更方便。
三、P 沟道 MOSFET
P 沟道增强型 iD G D B S 结构对偶 N 沟道耗尽型 iD G S P 沟道耗尽型
iD
G
D
B
S
N 沟道增强型 S G D N+ N+
D
B
iD G
D
B S
P型衬底 B
MOSFET 伏安特性的比较
N 沟道增强型MOSFET iD /mA iD /mA uGS = 8 V 6V U GS(th)
K
U GS
UGS↑→K↑→ rds↓ →压控电阻 uDS小 条件：uGS>UGS(th); uDS<uGS- UGS(th) 若认为UGS(th)=UGS(off)，与 NJFET的条件对应。 特点：iD≈0
条件：uGS<UGS(th) uDS>uGS- UGS(th)
（2) 转移特性 i D f ( uGS ) uDS 常数
交流电流流通路径
例2.2.3 解续：
（2）画交流通路和小信号模型等效电路
交流通路
小信号等效电路
（3）求 rbe
IEQ IBQ ICQ ICQ 2.4mA
rbe rbb' UT 26 (1 ) 200 (1 100) 1.3k I EQ 2.4
4V 2V O
N 沟道耗尽型MOSFET iD /mA uGS = 2 V
0V -2 V -4 V
O
iD /mA
UGS(off) IDSS
– 4 O u /V GS
uDS /V
2 uGS /V
uDS /V
PiD /mA uGS = – 2 V iD /mA UGS(off)
UT UT 26mV (1 ) r bb 200 (1 ) I EQ I BQ I EQ mA
rce
UA I CQ
UA称为厄尔利电压
查手册中h fe
讨论
1. 小信号模型能否用于分析Q点？ 2. H 参数简化小信号模型能否用于分析高频电路或大信号电路？ 3. 该小信号模型能否用于分析PNP管电路？
DS 间的电位差使沟道呈锥形， 靠近漏极端的沟道最窄。
当uGD = UGS(th) 时，漏极附近 反型层消失，称为预夹断。
继续增大uDS 时，预夹断点 向源极移动。
（2）uDS 对输出电流 iD的控制作用
预夹断发生之前： uDS iD
因为预夹断发生之前 沟道电阻近似为常数
（2）uDS 对输出电流 iD的控制作用
课间休息
2.3 单极型半导体三极管 及其电路分析
场效应管概述 2.3.1 MOS场效应管的结构、工作原理及伏安特性
2.3.2 结型场效应管的结构、工作原理及伏安特性 2.3.3 场效应管的主要参数
2.3.4 场效应管基本应用电路及其分析方法
场效应管概述 场效应管概述
场效应管 FET (Field Effect Transistor)优点： (1) 输入阻抗高 (107 1015 ，IGFET 可高达 1015 ) (2) 噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、工艺简单、
uGS(th)绝对值后才能形成导电沟道的，称为增强型场效应管
耗尽型场效应管导电沟道全夹断时对应的的栅源电压称为 夹断电压（ UGS(off) ）。
2. 伏安特性
饱和漏极电流
夹断电压
饱和漏极电流
夹断电压
uGS 2 ) 当DMOS管工作于放大区时， i D I DSS (1 U GS(of f )