2晶体管的高频等效电路.ppt
封面,晶体管的高频等效电路,广州白云山红叶,返回,引言,从晶体管的物理结构出发，考虑发射结和集电结电容的影响，就可以得到在高频信号作用下的物理模型，称为混合 模型。由于晶体管的混合 模型与第二章介绍的 h 参数模型在低频信号作用下具有一致性，因此，可用 h 参数来计算混合 模型中的某些参数，并用于高频信号作用下的电路分析。,前言,本页完,返回,一、晶体管完整的混合模型 晶体管结构示意图,晶体管结构示意图,晶体管的高频等效模型,继续,本页完,一、晶体管完整的混合模型,rbb,rbe,Cbe,c,e,b,b,rc为集电区体电阻，数值很小可忽略。,集电结电容,数值很小。,(C),Cbc,rbc为集电结电阻。,rbb为基区体电阻。,rbe为发射结电阻。,re为发射区体电阻，数值很小可忽略。,发射结电容,数值很小。,(C),rbc,一、晶体管完整的混合模型,晶体管的h参数等效电路,晶体管的高频等效模型,继续,本页完,为了研究晶体管的电容效应对频率的影响。先画出晶体管h参数等效电路.,rbb,rbe,c,e,b,b,(C),(C),rbc,rbb 和rbe 的串联值就是 h 参数等效电路中的晶体管输入电阻rbe。,晶体管结构示意图,借鉴 h 参数绘出等效电路,考虑到集电结电阻rbc横跨cb间，亦把此电阻画在图上。,rbc,因为有 rbc 的分流作用，此时受控电流源不受Ib 控制而受Ib 控制，分析起来不大方便，所以也改写为受Ube 控制，成为压控电流源，控制能力也由改为跨导gm。,一、晶体管完整的混合模型,考虑跨导的h参数等效电路,晶体管的高频等效模型,继续,本页完,为了研究晶体管的电容效应对频率的影响。先画出晶体管h参数等效电路.,rbb,rbe,c,e,b,b,(C),(C),rbc,晶体管结构示意图,借鉴 h 参数绘出等效电路,考虑到集电结电阻rbc横跨cb间，亦把此电阻画在图上。,因为有 rbc 的分流作用，此时受控电流源不受Ib 控制而受Ib 控制，分析起来不大方便，所以也改写为受Ube 控制，成为压控电流源，控制能力也由改为跨导gm。,考虑极间电容后的混合模型,C横跨在集电结电阻rbc两端。,晶体管的高频等效模型,继续,本页完,rbb,rbe,c,e,b,b,(C),rbc,这个电路就是晶体管混合模型。,晶体管结构示意图,借鉴 h 参数绘出等效电路,b,c,+,-,-,-,+,+,rbb,rbe,rce,e,Ic,b,因为有 rbc 的分流作用，此时受控电流源不受Ib 控制而受Ib 控制，分析起来不大方便，所以也改写为受Ube 控制，成为压控电流源，控制能力也由改为跨导gm。,C,C横跨在发射结电阻rbe两端。,(C),rbc,一、晶体管完整的混合模型,二、晶体管简化的混合模型,晶体管的高频等效模型,继续,本页完,b,c,+,-,-,-,+,+,rbb,rbe,rce,e,b,由h参数等效电路知，rce 非常大，对Ic 的分流作用很小，可忽略。,C,rbc,一、晶体管完整的混合模型,二、晶体管简化的混合模型,晶体管完整的混合模型,Ic,rbc是集电结反偏时的电阻，其阻抗远大于C的容抗，亦可看成开路忽略其作用。,简化后晶体管的混合模型,用密勒转换把C拆分为C和C,晶体管的高频等效模型,继续,本页完,本等效电路由于C横跨在输入和输出之间，令输入与输出相互牵连，使得对电路的分析变得十分复杂，应想法把晶体管的输入和输出回路相互独立，以便分析。,一、晶体管完整的混合模型,二、晶体管简化的混合模型,采用密勒转换把C拆分为两个电容C和C，分别与输入和输出回路并接。(推导过程亦可参考教科书P214。),简化后晶体管的混合模型,C,C,C和C与C的关系,晶体管的高频等效模型,继续,本等效电路由于C横跨在输入和输出之间，令输入与输出相互牵连，使得对电路的分析变得十分复杂，应想法把晶体管的输入和输出回路相互独立，以便分析。,一、晶体管完整的混合模型,二、晶体管简化的混合模型,简化后晶体管的混合模型,C,C,晶体管单向化后的混合模型,本页完,对C作用的分析,晶体管的高频等效模型,继续,一、晶体管完整的混合模型,二、晶体管简化的混合模型,C,C,晶体管单向化后的混合模型,本页完,晶体管单向化后的混合模型,通过对晶体管的混合模型简化后发现，其等效电路与h参数等效电路相比较只是多了一个电容C，C对输入信号的低频成分呈很大的容抗，可忽略；但 C对输入信号的高频成分呈很小的容抗，起到分流作用，使得晶体管的放大能力有所下降。这就是我们在高频时要考虑的因素。,三、混合模型的主要参数 1、rbb 2、rbe,晶体管的高频等效模型,继续,C,C,晶体管单向化后的混合模型,本页完,晶体管单向化后的混合模型,1、基区电阻rbb,三、混合模型的主要参数,基区电阻rbb与 h 参数电路一样，可查手册。,2、发射结电阻rbe(或rbe),这也和 h 参数电路一样。,其中0是中频时晶体管的值。,3、gm,晶体管的高频等效模型,继续,C,C,晶体管单向化后的混合模型,本页完,晶体管单向化后的混合模型,3、跨导gm,三、混合模型的主要参数,其中0是中频时晶体管的值。,联立以上三式解得,总结,晶体管的高频等效模型,继续,C,C,晶体管单向化后的混合模型,本页完,晶体管单向化后的混合模型,3、跨导gm,三、混合模型的主要参数,1、基区电阻rbb 查表,2、发射结电阻rbe(或rbe),结束页,晶体管的高频等效模型,继续,C,C,晶体管单向化后的混合模型,本页完,晶体管单向化后的混合模型,3、跨导gm,三、混合模型的主要参数,1、基区电阻rbb 查表,2、发射结电阻rbe(或rbe),结束,返回,再见,再见,
