晶体管的高频小信号等效电路

由于晶体管的 与频率之间的关系为：
合 肥 工 业
0
1 j f f
有
0
1 ( f )2 f
0
大 学
由定义：令
0
1
1 ( fT )2
1
f
0 / 2
f f fT
fT f 02 1 0 f
EXIT
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2.3晶体管的高频小信号等效电路
3 最高振荡频率 fmax 定义：晶体管的功率增益Gp 1 时的工作频率为 f max
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2.3晶体管的高频小信号等效电路
2.3 晶体管的高频小信号等效电路
晶体管的高频小信号等效电路主要有两种表示方法：
物理模型等效电路：混合 型参数等效电路。
网络参数等效电路：y 参数等效电路。
一、混合л型等效电路
Cb'c
合
rbb'
肥
rb'c
工 业
Cb'e
ub'e
rb'e
gm ub’e
rce
fmax 表示一个晶体管所能适用的最高极限频率。在此频 率工作时，晶体管已得不到功率放大。一般当f fmax 时，无 论用什么方法都不能使晶体管产生振荡。
合 肥
可以证明： f max
1
2
g fT f
大
学 4 截止频率 f （共基）
定义：当 下降到低频值0 的
rce
rb‘c —集电结电阻,约１０kΩ～１０MΩ。可忽略。
合
cb‘c —集电结电容,数值较小，约几个皮法
肥
gm —晶体管跨导,表示晶体管的放大能力，几十毫西门子以下
工 业 大
gm
0
rb'e
Ie 26
学
gmU b'e －表示晶体管放大作用的等效电流源
rce—晶体管c-e电阻，一般在几十千欧以上
EXIT
大
学
rbb’—基区的体电阻 rb‘e —发射结电阻,约几百欧
rb / e
(1
0 )
26 Ie
0
26(mV ) Ie (mA)
()
cb‘e —发射结电容, 约20PF－0.01μF
EXIT
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rbb' Cb'e
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Cb'c
rb'c
ub'e rb'e
gm ub’e
y e jre re
EXIT
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三 混合 参数等效电路与 y 参数等效电路的转换
yie
gbe jCbe ( 1 rbb gbe ) jCbe rbb
yre
(1
gbc jCbc rbb gbe ) jCbe rbb
合
肥 工
y fe
gm ( 1 rbb gbe )
, 是受控电流源，
肥
(2) 正向传输导纳 愈大，晶体管的放大能力愈强；
工
业
(3) 反向传输导纳 愈大，晶体管的内部反馈愈强，减小
大
有利于放大器的稳定工作。
学
（4）四个 y 参数都是复数，为了计算方便，可表示为：
yie gie jCie
y fe
y e j fe fe
yoe goe jCoe
yre
输入导纳
| yre
Ib Uc
——
Ub 0
反向传输导纳
| y fe
Ic Ub
——
Uc 0
正向传输导纳
| yoe
Ic Uc
——
Ub 0
输出导纳
EXIT
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根据上式可以得到晶体管的Y参数等效电路。
Ib
Ic
yie yreUc Ub
y feUb
yoe Uc
合 注：（1）
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二、 Y参数等效电路
c
Ub
b
Ib
e
Ic Uc
合
肥
如果取电压
.
U
b
和
.
U
c
为自变量，电
工
流
.
I
b
和
.
I
c
为参数量，可得共射极
Y
参
业 数系的约束方程：
大 学
Ib yieUb yreUc
Ic y feUb yoeUc
| yie
Ib Ub
Uc 0 ——
jC be rbb
业
大
学
yoe
gce
jCbc
rbb gm
gbc jCbe ( 1 rbb gbe ) jCberbb
EXIT
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四、晶体管的高频参数
1 截止频率 f （共射）
定义：当
下降到低频值
0
的1
2
时对应的频率为 f
2 特征频率 fT
定义：当 下降到 1 时所对应的频率为fT
1 2
时对应的频率为
f
EXIT