小信号模型分析法

2. BJTH参数小信号模型
• （1）从方程到模型 • 输入回路方程 vBE=hieib+hrevCE • 输出回路方程 iC=hfeib+hoevCE
b ib + vbe -
hie + hre vce e hfe ib
ic c + vce 1/hoe -
（2） 讨论
• 模型中电流源hfeib是一 受控电流源，是虚拟的， 它实质上反应了ib对ic的 控制作用； • 它是一小信号线性模型； • 不能用来求静态工作点； • 尽管在模型中没有反映 静态工作点（包括 VCC），但不能认为可 以不要； • 模型中没有考虑结电容 的影响。
b ib + vbe -
hie + hre vce e hfe ib
c
ic + vce
1/hoe -
（3）模型的简化 因hre=T=10-3~10-4，hoe=1/rce=10-5S
b ib hie c hfeib ic + vce e
c ic + rbe vce 1/hoe e
• 图rbe=hie为 共射电路输 入端，即基 极-发射极电 阻； • = hre为共 射电路放大 倍数。
+ vbe b ib + vbe -
ib
3. H参数的确定
• 通常是已知的，主 要是求rbe，而rbe又与 静态工作点有关。 • rbe =rb+（1+）re • vbe=ibrb+iere= ibrb +(1+ ）ibre • rbe = vbe/ib=rb+（1+） re,,，这是一种折算。 • rb通常为100~200， re =VT/IE=26mV/IE
Rs vs
+
vi
RL vo + Vs _
V i
Rb
I b
rbe e
V Rc o
_
RL
Rb
（3）求电压增益 实质上是利用解线性电路的方法求解
V i Ib rbe I I c b I R' V
o c
b
+
I b
I c
c +
Rs
L
Vs
+ -
1. 双口网络的H参数（混合参数）与BJT的H参 数 • （1）双口网络的
H参数
ii • 一双口有源网络 + 具有输出端口与 vi 输入端两个端口。 其方程为：
io 双口 有源网络 + vo -
• vi=h11ii+h12vo • io=h21ii+h22vo
（2） BJT的H参数的引出 • BJT是一双口网络
• vbe=hieib+hrevce
• ic=hfeib+hoevce
(vi=11ii+h12vo)
( io=h21ii+h22vo )
• 式中hie、hre、hfe、hoe是与h11、h12、h21、h22 相对应的。从方程可以看出： • hie：是输入电阻； • hre ：是电压比例系数，反应输出电压对输入 的影响； • hfe ：是电流放大系数； • hoe ：是输出导纳。
2 用等效电路法分析单管共射放大电路的 动态性能指标（结合例题分析） • （1）用近似计算法 先求出静态工作点及 H参数。
IB VCC 12V 40μ A RB 300k
Rs 500Ω + vs Rc 4kΩ VCC （12V） C + 2 T β =40 RL vo 4.7kΩ
Rb 300kΩ + C1
• vBE=f1(iB,vCE)
iC c iB + b vBE T e + vCE ii
iC=f2(iB,vCE)
io 双口 有源网络 + vo -
V be
+ vi -
假定BJT是在小信号下工作，可用求全微分的方法来求iB 、 vBE 、vCE、 iC。如果在BJT的线性范围内，可用电压、电流 的交流分量代替无限小的的信号增量d iB 、 d vBE 、 d iC 、 d vCE 。
+
I E I C I B 40 40μ A 1.6mA
VCE VCC I C Rc 12V 1.6mA 4k 5.6V
rbe rbb rbe rbb 26mV 26mV (1 ) 200 40 866 IC 1.6mA
小信号模型分析法
建模前提：合适静态工作点小信号（变化范围 小）线性化（用直线代替曲线）。 目的：将BJT内部电压、电流量的微变关系用数学 形式表示，以便用已学的电路理论分析放 大电路的性能指标。 注意：模型参数与静态工作点有关，不能用小信 号模型分析、计算静态工作点。
3.4.1 BJT的小信号建模
V i
-
Rb
I b
rbe e
Rc
V o
-
RL
•
• 将电路参数代入得
' R L 40 2 92 A V rbe 0.866
' Rc // RL 式中 RL ' R L A V rbe
（4）计算输入电阻
b
+
I b
I c
c +
Rs
Vs
+ Ri
V i
-
Rb
I b
rbe e
Rc
V o
-
RL
• 放大电路的输入电阻Ri是从放大电路的输入端
往里看的等效交流电阻(为动态电阻)。不包含信 号源内阻Rs。由图咳直接求出：
Ri Rb // rbe rbe 866
（4）计算输出电阻
b ib + vbe e
N b rb re N e P
c
ic + vce
rbe
ib
1/hoe
-
3.4.2 利用H参数小信号模型分析共射基本放大 电路 1.用混合形等效电路分析放大电路性能指标的 内容与步骤 （1）用近似估算法计算静态工作点； • （2）画出放大电路的交流通路； • （ 3 ）用简化的低频混合 形等效模型代替 BJT，将交流通路改画为微变等效电路； • （4）由静态工作点值(IC) 计算模型参数rbe； • （5）由微变等效电路计算放大电路的动态性 能指标(、Ri、Ro)。
（2）画出小信号等效电路
• 根据任何固定不变的电压源都可认为是交流短路，而任 何固定不变的电流都不不予考虑的原则，画出放大电路 的交流通路，在此基础上将BJT用其小信号模型代替，即 可得电路的小信号等效模型（注意，图中电压、电流用 复数表示）
ic ib
+
ic T Rc
+
+
Ib
b Rs
Ic
c +