3.4 小信号模型分析法

null H参数的引出3.4.1 BJT的小信号建模3.4.2 共射极放大电路的小信号模型分析 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 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 小信号模型分析法3.4.0 放大电路模型 放大电路是一个双口网络。从端口特性来研究放大电路，可将其等效成具有某种端口特性的等效电路。 输入端口特性可以等效为一个输入电阻 输出端口可以根据不同情况等效成不同的电路形式1.2.2 放大电路模型 ——负载开路时的电压增益——输入电阻——输出电阻 1.2.2 放大电路模型1. 电压放大模型关心输出电压与输入电压的关系 1.2.2 放大电路模型考虑输入回路对信号源的衰减理想情况：要想减小衰减，则希望…？ 1.2.2 放大电路模型由输出回路得则电压增益为由此可见即负载的大小会影响增益的大小要想减小负载的影响，则希望…？理想情况：所以，一个理想的电压放大器：输入电阻无限大 输出电阻无限小 1.2.2 放大电路模型关心输出电流与输入电流的关系 1.2.2 放大电路模型2. 电流放大模型关心输出电压与输入电压的关系——负载短路时的电流增益 1.2.2 放大电路模型2. 电流放大模型由输出回路得则电流增益为由此可见要想减小负载的影响，则希望…？理想情况：由输入回路得要想减小对信号源的衰减，则希望…？理想情况： 1.2.2 放大电路模型所以，一个理想的电流放大器：输入电阻无限小 输出电阻无限大 1.2.2 放大电路模型输入输出回路没有公共端4. 互导放大模型（自学）5. 隔离放大电路模型（自学） 1.2.2 放大电路模型3. 互阻放大模型（自学） 1. 输入电阻1.2.3 放大电路的主要性能指标 所以另一方法注意：输入、输出电阻为交流电阻2. 输出电阻 1.2.3 放大电路的主要性能指标 1.2.3 放大电路的主要性能指标反映放大电路在输入信号控制下，将供电电源能量转换为输出信号能量的能力其中 “甲放大电路的增益为-20倍”和“乙放大电路的增益为-20dB”，问哪个电路的增益大？四种增益 1.2.3 放大电路的主要性能指标3. 增益 1.2.3 放大电路的主要性能指标A.放大电路的频率响应及带宽 在输入正弦信号情况下，输入信号频率连续改变，输出随之变化的稳态响应，称为放大电路的频率响应。 1.2.3 放大电路的主要性能指标4. 频率响应及带宽（频域指标）B.频率失真（线性失真）幅度失真：对不同频率的信号增益不同，产生的失真。 具体分析在后面结合3.7节进行 1.2.3 放大电路的主要性能指标由元器件非线性特性引起的失真。非线性失真系数:VO1是输出电压信号基波分量的有效值，Vok是高次谐波分量的有效值，k为正整数。 1.2.3 放大电路的主要性能指标5. 非线性失真频率失真（线性失真）与非线性失真的区别思考与习题(放大电路的主要性能指标)思考与习题(放大电路的主要性能指标)思考题： P.23-1.2.2习题： P.24-1.2.2 、 1.2.4 1.2.3 放大电路的主要性能指标end建立小信号模型的意义建立小信号模型的意义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，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，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。 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，从而简化放大电路的分析和设计。3.4.1 BJT的小信号建模0. H参数概念0. H参数概念 3.4.1 BJT的小信号建模输出端短路时的输入电阻；输出端短路时的正向电流传输系数；输入端开路时的反向电压传输系数；输入端开路时的输出电导；对一个四端口网络，可以有H、Y、Z、G四种参数描述。其中，H参数的描述公式为四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H参数）。在小信号情况下，对上两式取全微分得在小信号情况下，对上两式取全微分得用小信号交流分量表示: （注意字母大小写以示区别）vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevce对于BJT双口网络，我们知道有输入特性和输出特性曲线iB=f(vBE) vCE=constiC=f(vCE) iB=const可以写成：1. BJT的H参数定义 3.4.1 BJT的小信号建模 3.4.1 BJT的小信号建模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。对照H参数的公式，可知： 3.4.1 BJT的小信号建模根据根据可得小信号模型 H参数是小信号参数，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。  H参数只适合对交流信号的分析。BJT的H参数模型2. H参数小信号模型 3.4.1 BJT的小信号建模3. 模型的简化记 rbe= hie  = hfe uT = hre rce= 1/hoe则BJT的H参数模型为 µT很小，一般为10-310-4 ，  rce很大，约为100k。故一般可忽略它们的影响，得到简化电路3. 模型的简化 3.4.1 BJT的小信号建模  ib 是受控源 ，且为电流控制电流源(CCCS)。  电流方向与ib的方向是关联的。 4. H参数的确定   一般用测试仪测出；  rbe 与Q点有关，可用图示仪测出。也可用公式估算： rbe= rb + (1+  ) re其中对于低频小功率管 rb≈200 4. H参数的确定 3.4.1 BJT的小信号建模认识BJT H参数的物理意义工程上BJT H参数的确定1. 利用直流通路求Q点1. 利用直流通路求Q点一般对硅管取VBE=0.7V，锗管VBE=0.2V，且 已知。3.4.2 共射极放大电路的小信号模型分析2. 画小信号等效电路H参数小信号等效电路2. 画小信号等效电路 3.4.2 共射极放大电路的小信号模型分析根据根据则电压增益为（公式）(1) 求电压增益3. 求放大电路动态指标 3.4.2 共射极放大电路的小信号模型分析(3)求输出电阻(3)求输出电阻(2)求输入电阻 3.4.2 共射极放大电路的小信号模型分析null 1. 电路如图所示。试画出其小信号等效模型电路。 解：例题null例题 解：（1）（2）end思考与习题思考与习题思考题： P.101-3.4.1、3.4.4习题： P.143-3.4.1 (c),(d)、3.4.4 、 3.4.5（其中第3问改为：分析电容C3的作用）