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单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,5,章 基本,放大电路,2010.02,5.4,晶体管的小信号模型,5.4.1,场效应晶体管低频小信号模型,5.4.2,双极型晶体管低频小信号模型,第,5,章 基本,放大电路,2010.02,5.4.1,场效应晶体管低频小信号模型,5.4.1.1,低频模型的建立,为了克服图解法进行动态分析时的不足，希望用一个线性模型来代替晶体管。在小信号条件下，晶体管仅工作在曲线的一小段，非线性的曲线可以用一小段一小段直线来逼近，这样就可以把非线性的晶体管用一个线性模型来代替。,图,5.4.1,场效应管低频小信号模型,开路,VCCS,晶体管微变等效电路与线性模型是同一问题的不同称谓。,第,5,章 基本,放大电路,2010.02,图示场效应管简化的微变等效电路如，这个模型也仅适用低频和中频频段。,模型中的漏极输出电阻,r,ds,是由于漏极输出特性曲线上翘所致，随着,U,SD,的增加，受控源的电流是固定的，而,r,ds,中的电流有所增加，所以随着,U,SD,增大，,I,D,增大，曲线上翘。,第,5,章 基本,放大电路,2010.02,5.4.1.2,模型中的主要参数,模型中的主要参数是跨导,g,m,，跨导可以查手册，通过转移特性曲线或漏极输出特性曲线求解，也可以通过转移特性曲线方程式求导得到。,在转移特性曲线上求低频跨导,g,m,，单位是,mS,(,毫西门子,),。,第,5,章 基本,放大电路,2010.02,耗尽型场效应管的转移特性曲线方程式为,跨导为,增强型场效应管的转移特性曲线方程式为,跨导为,第,5,章 基本,放大电路,2010.02,5.4.2.1,低频模型的建立,5.4.2,双极型晶体管低频小信号模型,双极型晶体管,的微变等效电路的推导可以从晶体管的特性曲线得出，从输入特性曲线可以模拟出输入侧的模型；从输出特性曲线可以模拟出输出侧的等效电路模型。,晶体管的输入回路可以用输入特性曲线上工作点,Q,附近的动态输入电阻,r,be,来模拟。,1.,从输入特性曲线模拟,第,5,章 基本,放大电路,2010.02,晶体管的输出特性曲线近似一个电流源，属于电流控制电流源（,CCCS),，所以，晶体管的输出,回路可以用近似的电流源,来模拟。,2.,从输出特性曲线模拟,由于双极型晶体管的输出特性曲线比场效应管的输出特性曲线更平直，电阻,r,ce,很大，,在简化模型中,给予忽略。,第,5,章 基本,放大电路,2010.02,将输入和输出回路的模型合在一起，即构成了晶体管的简化模型。,图,5.4.3,双极型晶体管的简化模型,请注意，图,5.4.3,中,r,be,和,也称为,h,参数，它们是一种小信号参数。,h,参数的大小与工作点有关，所以,h,参数只适合对交流小信号的分析。,第,5,章 基本,放大电路,2010.02,1.,通过晶体管输入特性曲线求解,r,be,晶体管的交流输入电阻,r,be,，输入特性曲线上的求解过程如下：,Q,Q,U,be,I,b,5.4.2.2,模型中的主要参数,第,5,章 基本,放大电路,2010.02,图,5.4.4,是,晶体管的物理结构示意图,(,图中受控源未画,),，晶体管内部有发射区、集电区和基区，以及两个,PN,结，,b,相当基区,内的一个点,，,b,才是基极。晶体管发射结伏安特性曲线方程式如下：,2.,通过发射结伏安特性方程式求解,r,be,其交流电导为,常温下,U,T,26mV,，所以,r,e,Q,U,T,/I,EQ,=26 mV/,I,EQ,图,5.4.4,物理,结构示意图,第,5,章 基本,放大电路,2010.02,在共射组态下，从基极,b,看进去的等效电阻为,r,be,，其中的电流是,i,b,。所以,r,be,是由,r,bb,和,r,e,归算到基极回路的电阻两部分电阻组成，所以有,对于小功率晶体管，,r,bb,200,300,。大功率晶体管的,r,bb,约,十几欧姆至几十欧姆。,第,5,章 基本,放大电路,2010.02,3.,晶体管电流放大系数,的求解,图,5.4.5,的图解,第,5,章 基本,放大电路,2010.02,第,5,章 基本,放大电路,2010.02,
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