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全能的三极管等效模型!帮你搞定各种参数剖析

一般来说等效电路法又称为低频小信号模型,其具体为:在低频小信号作用下的放大电路中,将放大电路中的基本元件看成一个线性双口网络,

  一般来说等效电路法又称为低频小信号模型,其详细为:在低频小信号效果下的扩大电路中,将扩大电路中的根本元件当作一个线性双口网络,使用该网络的h参数来表明扩大电路的输入与输出特性便可得到一个等效线性电路,所以也称为h参数等效模型。

  1 模仿电路中的常用扩大电路

  1.1 晶体管扩大电路

  晶体管扩大电路的首要构成元件为pnp型、npn型硅晶体管及若干电阻组成。它首要使用晶体管的特性对电路中电流进行扩大,经过对该电路的输入特性与输出特性的剖析,得出该扩大电路包括3种作业状况,即饱满区、扩大区及截止区,正常情况下应使扩大电路作业在扩大区。常见电路方式如图1所示。

  1.2 场效应管扩大电路

  场效应管也是作为一种最根本的扩大电路,它的首要组成为场效应管及若干电阻,其作业原理与电路方式和晶体管扩大电路相同,比较晶体管扩大电路,具有输入阻抗高、噪声低、热安稳性好等长处。常见电路方式如图2所示。  1.3 差分扩大电路

  差分扩大电路的首要构成为晶体管、场效应管及若干电阻,它的首要特点在于选用彻底对称的电路结构方式,以此来按捺根本扩大电路发生的零点漂移,使得作业点愈加安稳,常见电路方式如图3所示。

  1.4 有源负载扩大电路

  有源负载扩大电路首要构成元件为晶体管、场效应管及若干电阻,这种扩大电路以电流源电路作为有源负载,这样在电源电压不变的情况下,既可取得适宜的静态电流,关于沟通信号,又能够得到较大的等效电阻,然后进步电压增益。常见电路方式如图4所示。

  2 等效电路法在扩大电路剖析中的使用实例

  为了研讨等效电路法在实践扩大电路剖析中的使用,下面以晶体管扩大电路剖析为例。

  2.1 等效电路法的详细使用进程

  首先将晶体管作为一个双口网络,如图5所示。

  以B-E作为输入端口,以C-E作为输出端口,则网络外部的端电压和电流之间的联系便是晶体管的输入特性和输出特性,如图6和图7所示。

  依据特性曲线,能够将输入特性、输出特性写成联系式

  h参数的下标e表明共发射极接法,i表明输入;r表明反向传输;f表明正向传输;o表明输出,其间

  由h参数方程可知,电压vBE由两部分组成,第一项表明由iB发生一个电压,所以hie为一电阻;第二项vCE由发生一个电压,因而hre无量纲;所以B-E间能够等效成一个电阻与一个受控电压源串联。

  电流iC也由两部分组成,第一项表明由iB操控发生一个电流,因而hfe无量纲;第二项表明由vCE发生一个电流,因而hoe为电导;所以C-E间能够等效为一个受控电流源与一个电阻并联。这样得到的晶体管的等效模型如图8所示。因为h参数方程中的4个h参数的量纲都不同,故称为h参数等效模型。

  2.2 等效电路法的简化模型

  输入回路:早年面临晶体管的特性剖析可知,当晶体管作业在扩大区时,C-E间的电压对输入特性曲线的影响很小,即管子的内反应能够忽略不计,能够vCE>;VBE用的恣意一条特性曲线替代vCE>;VBE的一切特性曲线。因而,以为hre=0,则晶体管的输入回路只等效为一个动态电阻rBE(hie)。

  输出回路:当晶体管作业在扩大区时,C-E间电压的改变对iC的影响很小,即在扩大区输出特性曲线几乎是横轴的平行线,能够以为C-E间的动态电阻1/hoe无穷大。因而,hoe近似为0,晶体管的输出回路只等效为一个电流iB操控的电流源βiB(hfeiB)。简化后的h参数等效模型如图9所示。

  3 结束语

  以上剖析了晶体管等效模型,其剖析定论可直接用于剖析由晶体管所构成扩大电路的各种动态参数,该定论彻底能够适用于场效应管及其组成的扩大电路中,而其他类型扩大电路如差分扩大电路、功率扩大电路,还有由许多根本电路构成的集成运算扩大电路,因为其根本构成与晶体管、场效应管扩大电路相同,所以相同能够选用等效电路法来剖析。

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