小信号模型分析法29页PPT

3.4 小信号模型分析法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（意义、思路）∙利用直流通路求Q 点∙画小信号等效电路∙输入电阻∙输出电阻1.2.3放大电路的主要性能指标∙增益3.4.1 BJT的小信号建模建立小信号模型的意义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。

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。

1. H 参数的引出),(C E B BE v i f v =在小信号情况下，对上两式取全微分得CECEBEB BBE BEBCE dv v v di i v dv I V ⋅∂∂+⋅∂∂=用小信号交流分量表示v be = h ie i b + h re v cei c = h fe i b + h oe v ce的小信号建模对于BJT 双口网络，我们已经知道输入输出特性曲线如下：i B=f (v BE)∣v CE=consti C =f (v CE )∣i B =const可以写成：),(C E B C v i f i =CECECB BCC BCEdv v i di i i di I V ⋅∂∂+⋅∂∂=v BEv CEi B cebi CBJT 双口网络的小信号建模CEBBEie V i v h ∂∂=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。

其中：四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H 参数）。

1. H 参数的引出be = h ie i b + h re v cei c = h fe i b + h oe v ceCEBCfe V i i h ∂∂=BCE BEre I v v h ∂∂=BCECoe I v i h ∂∂=CECEBEB B BE BEB CE dv v v di i v dv I V ⋅∂∂+⋅∂∂=CECECB BCC BCEdv v i di i i di I V ⋅∂∂+⋅∂∂=的小信号建模2. H 参数小信号模型根据可得小信号模型BJT 的H 参数模型h fe i bi cv cei b v be h re v ceh ieh oebe = h ie i b + h re v cei c = h fe i b + h oe v cev BEv CEi Bcebi CBJT 双口网络的小信号建模3. 模型的简化h fe i bi cv cei b v be h re v ce h ieh oe即r be = h ie β= h fe u T = h re r ce = 1/h oe一般采用习惯符号则BJT 的H 参数模型为βi bi cv cei b v be u T v cer be r ce ∙u T 很小，一般为10-3~10-4 ，∙r ce 很大，约为100k Ω。

回忆BJT三极管的小信号模型BJT双口网络BJT管小信号模型4.4 小信号模型分析4.4.1 MOSFET小信号模型分析（1）模型iD Kn (vGS VT )2 Kn (VGSQ vgs VT )2 Kn[(VGSQ VT ) vgs ]2 Kn (VGSQ VT )2 2Kn (VGSQ VT )vgs Kn vg2s IDQ gm vgs Kn vg2s静态值 （直流）动态值 （交流）非线性 失真项gm 2Kn (vGS VT )当 vgs<< 2(VGSQ- VT )时， iD IDQ gmvgs IDQ id直流+交流3. 小信号模型分析 FET低频小信号模型SiO2 绝缘层(1)输入回路g、s间: iG 0, rgs= 106~109Ω， g、s开路(2)输出回路d、s间: id gmvgs 电压控制电流源rds vDS iD 1ID0时λ=0时， rds= ∞4.4.2 共源极放大电路分析例4.4.1 VDD = 5V， Rd=3.9k Rg1=60k， Rg2=40k。

VT = 1V， Kn = 0.8mA/V2，＝0.02V-1 。

计算 静态值， 小信号电压增益Av，Ri， Ro电路分析： vig极组态判断 vod极剩 s极 共用＝0.02共源极放大电路例4.4.1（1）电路的静态值（画直流通路）解：VGSQ Rg2 Rg1 Rg2 VDD 40 5V 2V 60 40+ VGS ID + VDS IDQ Kn(VGS VT )2 (0.8)(2 1)2mA 0.8mA直流通路VDSQ VDD IDRd [5 0.8 3.9]V 1.88V满足 VGS VT ,VDS (VGS VT ) ,工作在饱和区（2）放大电路动态分析 小信号等效电路：①直流电源VDD短路 — 接地； ②电容Cb1、 Cb2短路；例4.4.1 （2）放大电路动态分析gm 2Kn (VGSQ VT ) 2 0.8 (2 1)mS 1.6mSsRg2rds [Kn (vGS VT )2 ]11ID小信号等效电路IDQ Kn (VGS VT )2 1 k 62.5k 0.02 0.8Avvo vigmvgs (rds v gs// Rd ) gm (rds // Rd ) 5.87Ri Rg1 // Rg2 24k Ro rds // Rd 3.67ksRg2小信号等效电路4.4.3 带源极电阻的共源极放大电路（稳Q点）电路分析： vig极组态判断： vod极剩 s极 共用共源极放大电路sis比较分压式射极偏置电路: 稳Q点4.4.3 带源极电阻的共源极放大电路（稳Q点）1. 求 静态工作点（画直流通路）VGS VG VS[Rg2 Rg1 Rg2(VDDVSS)VSS]sis ( ID Rs VSS )ID Kn (VGS VT )2IDVDS (VDD VSS ) ID ( Rd Rs )+验证是否满足 VGS VT ,VDS (VGS VT ) 饱和区条件：VG +VGSVS VDS s直流通路（2）放大电路动态分析小信号等效电路：①直流电源VDD、VSS短路 — 接地；②电容Cb1、 Cb2短路；sis（2）放大电路动态分析rds [Kn (vGS VT )2 ]11IDgm 2Kn (VGSQ VT )Av vo vi gmvgs Rd v gs gmvgs Rssi gm Rd 1 gm RsRi Rg1 // Rg2Ro Rd＝0, rds→∞isRg2s小信号等效电路Avsvo vSvo vivi vSAvRiRi RSi。