小信号线性化模型

1. H参数的引出
在小信号情况下，对上两式取全微分得
dvBE =
∂vBE ∂v ⋅ diB + BE I B ⋅ dvCE V ∂iB CE ∂vCE ∂iC ∂i C diC = VCE ⋅ di B + I B ⋅ dv CE ∂i B ∂v CE
其中：
用小信号交流分量表示
vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce
一般也用公式估算 rbe
rbe= rb + (1+ β ) re
其中对于低频小功率管
rb≈200Ω
(T=300K)
而 re = V T ( mV ) = 26 ( mV )
I EQ ( mA )
I EQ ( mA )
则 rbe ≈ 200 Ω + ( 1 + β )
26 ( mV ) I EQ ( mA )
3. 模型的简化 ib hie （a）
vbe hrevce
hfeib
（a）图： β ib 是受控源 ，且为电流控制电流源 vce (CCCS)。 hoe 电流方向与ib的方向是关联的。
ic
一般采用习惯符号 即 rbe= hie β = hfe
uT = hre
rce= 1/hoe
则BJT的H参数模型为 参数模型为（b）图： 的 参数模型为
3.4 小信号模型分析法
BJT的小信号建模 意义、思路） 的小信号建模（ 3.4.1 BJT的小信号建模（意义、思路）
H参数的引出 H参数小信号模型 模型的简化 H参数的确定
3.4.2 共射极放大电路的小信号模型分析
利用直流通路求Q点 画小信号等效电路 求放大电路动态指标
3.4.1 BJT的小信号建模 的小信号建模
解：
vi -
R b1
Ii
+
· Ib
b rb e R b2 e Re
β · cI
·
b
· Vi
-
Rc
end
V R i = · i = R b // r be Ii
· 令Vi = 0 所以
· Ib = 0 Ro = Rc
β · Ib= 0
·
电路如图所示。 电路如图所示。试画出其 小信号等效模型电路。 小信号等效模型电路。
-VCC Rc Rb1 Cb1 + + c b e Rb2 Re RL vo Cb2 + +
uT很小，一般为10-3∼10-4 ， rce很大，约为100kΩ。故一般可忽略 它们的影响，得到简化电路（c）图：
ib rbe （b） vbe uT vce
ic
（c）
β ib
rce vce
4. H参数的确定 • β 一般用测试仪测出； 一般用测试仪测出； • rbe 与Q点有关，可用图示仪测出。 点有关， 点有关 可用图示仪测出。
直流通路
↓ IC ↓VCE
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2. 画出小信号等效电路
交流通路 共射极放大电路
将BJT用晶体管 的小信号模型代 替，即得H参数 小信号等效电路
vi
Rb
Rc
RL
H参数小信等效电路
3. 求电压增益 · Ib · Vi Rb
· Ic
β Ib
·
Rc
RL
· Vo
根据
· · Vi = Ib· rbe
· · Ic = β · Ib
∂vBE ∂iB ∂i h fe = C ∂iB ∂vBE h re = ∂vCE h ie = h oe =
VCE
输出端交流短路时的输入电阻； 输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数； 输入端交流开路时的反向电压传输比 输入端交流开路时的输出电导。
VCE
IB
∂iC ∂vCE
IB
2. H参数小信号模型
· · VO = −Ic ( Rc // RL ) · · Vo - Ic·(RC//RL) · 则电压增益为 A = V · = · Ib·rbe Vi · -β· Ib·(RC//RL) -β· (RC//RL) β β = = · ·r rbe Ib be
4. 求输入电阻 Ii
Vi
Ri ·
5. 求输出电阻
建立小信号模型的意义
由于三极管是非线性器件， 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， 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。 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， 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， 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。 性器件所组成的电路当作线性电路来处理。
1. H参数的引出 + vBE
–
ib→ →
c ←ic + b vCE e
–
BJT双口网络 双口网络
对于BJT双口网络，我们已经知道 输入输出特性曲线如下：
iB=f(vBE) vCE=const iC=f(vCE) iB=const
可以写成：
vBE = f ( iB , vCE ) iC = f ( iB , vCE )
3.4.2 用H参数小信号模型分 析共 射极基本放大电路
1. 利用直流通路求Q点
V CC − V BE IB = Rb I C = β⋅ I B
V CE = V CC − I C R c
共射极放大电路
一般硅管V 一般硅管 BE=0.7V，锗管 BE=0.2V，β 已知。 ，锗管V ， 已知。
IB→
根据
vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce
+ vBE
–
ib→ →
c ←ic + b vCE e
–
可得小信号模型(BJT的H参数模型)
BJT双口网络 双口网络
• H参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。 参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。 • H参数与工作点有关，在放大区基本不变。 参数与工作点有关，在放大区基本不变。 • H参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。 参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。