二端口网络

第12章二端口网络 (353)

学习要点 (353)

12.1 二端网络与多端网络 (353)

12.2 二端口网络的方程和参数 (354)

12.2.1 二端口网络的Y 参数及其方程 (354)

12.2.2 二端口网络的Z 参数及其方程 (356)

12.2.3 二端口网络的T 参数及其方程 (358)

12.2.4 二端口网络的H 参数矩阵及其方程 (359)

12.2.5 二端口网络参数之间的关系 (360)

12.3 具有端接的二端口网络 (361)

12.3.1 输入阻抗 (361)

12.3.2 特性阻抗 (362)

12.4 二端口网络的等效电路 (364)

12.5 二端口网络的联接 (366)

12.5.1 两个二端口的级联 (366)

12.5.2 两个二端口的并联 (367)

12.5.3 二端口的串联 (367)

12.6 回转器和负阻抗变换器 (368)

12.6.1 回转器 (368)

12.6.2 负阻抗变换器 (369)

习题十二 (370)

第 12 章二端口网络

学习要点

(1)一端口、二端口、多端口元件的概念。

(2)二端口的方程及参数：掌握各参数方程形式，参数的含义及求法。

(3)二端口转移函数及求法。

(4)特性阻抗的定义及求法。

(5)二端口等效电路的概念及等效电路的结构及参数。

(6)二端口级联、串联及并联的条件与等效参数的求法。

(7)回转器、负阻抗变换器的定义及特性。

随着集成电路的发展，电子电路器件的内部越来越复杂，器件的外部则相对简单。从实际应用的角度

考虑，掌握器件的外部特性更为重要，为此本章分析的着眼点将放在网络整体的外部特性上。二端口网络是

一种基本的多端网络，是更复杂的多端网络的分析基础。二端口网络是本章分析的主要对象，具体内容

有二端口网络的参数及特性、参数方程、二端口网络的联接等。最后讨论两种特殊的二端口网络——回转器和负阻抗变换器。

12.1二端网络与多端网络

一个电网络，如果引出的联接端子数大于二，则称该网络为多端网络，如三相供电网络等。前几章遇到

的仅两个端子的网络称二端网络或一端口网络，简称一端口。在一端口中两端子的电流大小是相等的，

方向为一端入，另一端出。在多端网络中，若由端子k 流入电流i k(t )，由端子 k 流出电流i k(t)，且对所有时间恒满足 i k (t ) i k (t) ，则两端子k k 构成一个端口。对多端网络的任意两个端子，不一定都是

一个端口，这与网络本身结构有关，另外还与外部联接有关。如图12-1（ a）中，1 1不一定是一个端口，而在图 12-1 （b）中，则1 1 必定是一个端口。

对于一个四端网络，若四个端子形成两个端口，则该四端网络称之为二端口网络，简称二端口。二端

口的图形如图 12-2 所示，其中两个电流i1、i2称为端口电流，两个电压u1、 u2 称为端口电压，其参考方向规定如图 12-2 所示。图12-3 为二端口网络示例。

必须注意，并非所有四端网络都是二端口网络。

当二端口网络不含独立电源，仅由线性电阻R 、电容C、自感 L 、互感 M 和线性受控源构成时称为线性无源二端口。当仅由线性电阻R 、自感 L 、互感 M 、电容C构成时，本书以后简称为线性RLMC 二端口。在用运算法讨论时，还规定电感电流、电容电压初始值为零。

1 1 i 1 i

2 2

1

1'

P 1' + +

P P

i 1 i2

- -

(a) (b)

1' 2 ' 图 12-1 端口与外部

图 12-2 二端口网络示例

1 2 1 2 2

1

1'

2' 1'

2' 1' 2 '

( a )

( b ) ( c )

图 12-3

二端口网络示例

(a)—变压器； (b) —受控源； (c) — 三极管

12.2 二端口网络的方程和参数

二端口网络是一种最常见的网络，在工程中关心的是其外部特性，表征其外部特性的是其参数方程。 二端口共含两个电流，两个电压。其中的两个量可通过参数方程由另外两个量表示。方程中的系数称为二

端口的参数。 四个量进行不同组合共有六种组合形式，

即有六种参数及方程， 但常用的有四种， 即 Y 、 Z 、

A 和 H 参数方程。

在本节分析讨论时均采用相量形式， 二端口的相量形式如图 12-4 所示。 若在运算形式下讨论， 其公式

结构与相量形式是相同的。

1

I 1

I 2

2

+

.

+

无

U 1

1

源 2

U 2

线

形

-

-

1

2

图 12-4 相量形式的二端口网络

12.2.1 二端口网络的 Y 参数及其方程

对图 12-4 所示的二端口，以下方程为其

Y 参数方程：

.

. .

I 1

Y 11

U

1

Y 12

U

2

(12-1)

.

.

.

I 2

Y 21

U

1

Y 22

U

2

式中， Y 11 、 Y 12 、 Y 21 、 Y 22 为二端口的 Y 参数。因这些参数均具有导纳性质， 因此 Y 参数也称为导纳参数。

.

Y 11 Y

12

.

I

.

U

1

.

若令

1

Y

U

I

.

Y

21

Y

22

.

U

2

I

2

则式（ 12-1）可写成如下矩阵形式

.

.

I 1

Y

11 Y 12

U

1

.

Y

21

Y

22

.

I 2

U 2

I =YU

(12-2)