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1、封面广州广州广州广州 白云山白云山白云山白云山 红红红红叶叶叶叶返回返回返回返回引言 从晶体管的物理结构出发，考虑发射结和集电结从晶体管的物理结构出发，考虑发射结和集电结从晶体管的物理结构出发，考虑发射结和集电结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电容的影响，就可以得到在高频信号作用下的物理模电容的影响，就可以得到在高频信号作用下的物理模电容的影响，就可以得到在高频信号作用下的物理模型型型型 ，称为混合，称为混合，称为混合，称为混合 模型模型模型模型 。由于晶体管的混合。由于晶体管的混合。由于晶体管的混合。由于晶体管的混合 模型与模型与模型与
2、模型与第二章介绍的第二章介绍的第二章介绍的第二章介绍的 h h 参数模型在低频信号作用下具有一致参数模型在低频信号作用下具有一致参数模型在低频信号作用下具有一致参数模型在低频信号作用下具有一致性性性性 ，因此，因此，因此，因此 ，可用，可用，可用，可用 h h 参数来计算混合参数来计算混合参数来计算混合参数来计算混合 模型中的某些模型中的某些模型中的某些模型中的某些参数，并用于高频信号作用下的电路分析。参数，并用于高频信号作用下的电路分析。参数，并用于高频信号作用下的电路分析。参数，并用于高频信号作用下的电路分析。前言前言前言前言本页完本页完本页完本页完返回返回返回返回一、晶体管完整的混合一、
3、晶体管完整的混合 模型模型 晶体管结构示意图晶体管结构示意图晶晶晶晶体体体体管管管管结结结结构构构构示示示示意意意意图图图图晶体管的高频等效模型晶体管的高频等效模型继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完一、晶体管完整的混合一、晶体管完整的混合一、晶体管完整的混合一、晶体管完整的混合 模型模型模型模型rbbrbeC Cbebec ce eb bb r rc c为集电区体为集电区体为集电区体为集电区体电阻，数值很小电阻，数值很小电阻，数值很小电阻，数值很小可忽略。可忽略。可忽略。可忽略。集电结集电结集电结集电结电容电容电容电容,数值很小。数值很小。数值很小。数值很小。(C C )C Cbcbc
4、r rbcbc为集为集为集为集电结电阻。电结电阻。电结电阻。电结电阻。r rbbbb为基为基为基为基区体电阻。区体电阻。区体电阻。区体电阻。r rbebe为发为发为发为发射结电阻。射结电阻。射结电阻。射结电阻。r re e为发射区为发射区为发射区为发射区体电阻，数值体电阻，数值体电阻，数值体电阻，数值很小可忽略。很小可忽略。很小可忽略。很小可忽略。发射结发射结发射结发射结电容电容电容电容,数值很小。数值很小。数值很小。数值很小。(C C )N NN NP Prbc一、晶体管完整的混合一、晶体管完整的混合一、晶体管完整的混合一、晶体管完整的混合 模型模型模型模型 晶体管的晶体管的h h参数等效电
5、路参数等效电路晶体管的高频等效模型晶体管的高频等效模型继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 为了研究晶体管的电为了研究晶体管的电为了研究晶体管的电为了研究晶体管的电容效应对频率的影响。容效应对频率的影响。容效应对频率的影响。容效应对频率的影响。先画出晶体管先画出晶体管先画出晶体管先画出晶体管h h参数等效参数等效参数等效参数等效电路电路电路电路.rbbrbec ce eb bb(C C )(C C )N NN NP Prbc r rbb bb 和和和和r rbe be 的串的串的串的串联值就是联值就是联值就是联值就是 h h 参数参数参数参数等效电路中的晶等效电路中的晶等效电路中的晶等效电
6、路中的晶体管输入电阻体管输入电阻体管输入电阻体管输入电阻r rbebe。晶晶晶晶体体体体管管管管结结结结构构构构示示示示意意意意图图图图借鉴借鉴借鉴借鉴 h h 参数参数参数参数绘出等效电路绘出等效电路绘出等效电路绘出等效电路 考虑到集电结电阻考虑到集电结电阻考虑到集电结电阻考虑到集电结电阻r rbcbc横跨横跨横跨横跨cbcb间，亦把此间，亦把此间，亦把此间，亦把此电阻画在图上电阻画在图上电阻画在图上电阻画在图上。r rbcbcbbc c+-+r rbbbbr rbeber rceceU Ubebe U Ubebe U Ucece I Ib b I Ibb e eI Ic c I Ibb b
7、 b 因为有因为有因为有因为有 r rbc bc 的分流作的分流作的分流作的分流作用，此时受控电流源不用，此时受控电流源不用，此时受控电流源不用，此时受控电流源不受受受受I Ib b 控制而受控制而受控制而受控制而受I Ib b 控制，控制，控制，控制，分析起来不大方便，所分析起来不大方便，所分析起来不大方便，所分析起来不大方便，所以也改写为受以也改写为受以也改写为受以也改写为受U Ube be 控制，控制，控制，控制，成为压控电流源，控制成为压控电流源，控制成为压控电流源，控制成为压控电流源，控制能力也由能力也由能力也由能力也由 改为跨导改为跨导改为跨导改为跨导g gmm。一、晶体管完整的混
8、合一、晶体管完整的混合一、晶体管完整的混合一、晶体管完整的混合 模型模型模型模型 考虑跨导的考虑跨导的h h参数等效电路参数等效电路晶体管的高频等效模型晶体管的高频等效模型继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 为了研究晶体管的电为了研究晶体管的电为了研究晶体管的电为了研究晶体管的电容效应对频率的影响。容效应对频率的影响。容效应对频率的影响。容效应对频率的影响。先画出晶体管先画出晶体管先画出晶体管先画出晶体管h h参数等效参数等效参数等效参数等效电路电路电路电路.rbbrbec ce eb bb(C C )(C C )N NN NP Prbc晶晶晶晶体体体体管管管管结结结结构构构构示示示示意
9、意意意图图图图借鉴借鉴借鉴借鉴 h h 参数参数参数参数绘出等效电路绘出等效电路绘出等效电路绘出等效电路 考虑到集电结电阻考虑到集电结电阻考虑到集电结电阻考虑到集电结电阻r rbcbc横跨横跨横跨横跨cbcb间，亦把此间，亦把此间，亦把此间，亦把此电阻画在图上电阻画在图上电阻画在图上电阻画在图上。因为有因为有因为有因为有 r rbc bc 的分流作的分流作的分流作的分流作用，此时受控电流源不用，此时受控电流源不用，此时受控电流源不用，此时受控电流源不受受受受I Ib b 控制而受控制而受控制而受控制而受I Ib b 控制，控制，控制，控制，分析起来不大方便，所分析起来不大方便，所分析起来不大方
10、便，所分析起来不大方便，所以也改写为受以也改写为受以也改写为受以也改写为受U Ube be 控制，控制，控制，控制，成为压控电流源，控制成为压控电流源，控制成为压控电流源，控制成为压控电流源，控制能力也由能力也由能力也由能力也由 改为跨导改为跨导改为跨导改为跨导g gmm。bbc c+-+r rbbbbr rbeber rceceU Ubebe U Ubebe U Ucece I Ib b e eI Ic c b br rbcbcg gmmU Ubebe 考虑极间电容后的混合考虑极间电容后的混合 模型模型 C C 横跨在横跨在横跨在横跨在集电结电阻集电结电阻集电结电阻集电结电阻r rbcbc两
11、端两端两端两端。晶体管的高频等效模型晶体管的高频等效模型继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完rbbrbec ce eb bb(C C )N NN NP Prbc 这个电路就是这个电路就是这个电路就是这个电路就是晶体管混合晶体管混合晶体管混合晶体管混合 模模模模型。型。型。型。晶晶晶晶体体体体管管管管结结结结构构构构示示示示意意意意图图图图借鉴借鉴借鉴借鉴 h h 参数参数参数参数绘出等效电路绘出等效电路绘出等效电路绘出等效电路bbc c+-+r rbbbbr rbeber rceceU Ubebe U Ubebe U Ucece I Ib b e eI Ic c b b 因为有因为有因为有
12、因为有 r rbc bc 的分流作的分流作的分流作的分流作用，此时受控电流源不用，此时受控电流源不用，此时受控电流源不用，此时受控电流源不受受受受I Ib b 控制而受控制而受控制而受控制而受I Ib b 控制，控制，控制，控制，分析起来不大方便，所分析起来不大方便，所分析起来不大方便，所分析起来不大方便，所以也改写为受以也改写为受以也改写为受以也改写为受U Ube be 控制，控制，控制，控制，成为压控电流源，控制成为压控电流源，控制成为压控电流源，控制成为压控电流源，控制能力也由能力也由能力也由能力也由 改为跨导改为跨导改为跨导改为跨导g gmm。g gmmU Ubebe C C C C
13、横跨在横跨在横跨在横跨在发射结电阻发射结电阻发射结电阻发射结电阻r rbebe两端两端两端两端。(C C )r rbcbcC C 一、晶体管完整的混合一、晶体管完整的混合一、晶体管完整的混合一、晶体管完整的混合 模型模型模型模型二、晶体管简化的混合二、晶体管简化的混合 模型模型晶体管的高频等效模型晶体管的高频等效模型继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完bbc c+-+r rbbbbr rbeber rceceU Ubebe U Ubebe U Ucece I Ib b e e b b 由由由由h h参数等效电路知，参数等效电路知，参数等效电路知，参数等效电路知，r rce ce 非常大，对
14、非常大，对非常大，对非常大，对I Ic c 的分流的分流的分流的分流作用很小，可忽略。作用很小，可忽略。作用很小，可忽略。作用很小，可忽略。g gmmU Ubebe C C r rbcbcC C 一、晶体管完整的混合一、晶体管完整的混合一、晶体管完整的混合一、晶体管完整的混合 模型模型模型模型二、晶体管简化的混合二、晶体管简化的混合二、晶体管简化的混合二、晶体管简化的混合 模型模型模型模型晶体管完整的混合晶体管完整的混合晶体管完整的混合晶体管完整的混合 模型模型模型模型I Ic c r rbcbc是集电结反偏时是集电结反偏时是集电结反偏时是集电结反偏时的电阻，其阻抗远大的电阻，其阻抗远大的电阻
15、，其阻抗远大的电阻，其阻抗远大于于于于C C 的容抗，亦可看的容抗，亦可看的容抗，亦可看的容抗，亦可看成开路忽略其作用成开路忽略其作用成开路忽略其作用成开路忽略其作用。bb+-+r rbbbbr rbebeU Ubebe U Ubebe U Ucece I Ib b b bg gmmU Ubebe C C C C I Ic cc cI IC C 简化后晶体管的混合简化后晶体管的混合简化后晶体管的混合简化后晶体管的混合 模型模型模型模型 用密勒转换把用密勒转换把C C 拆分为拆分为C C 和和C C 晶体管的高频等效模型晶体管的高频等效模型继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 本等效电路由于
16、本等效电路由于本等效电路由于本等效电路由于C C 横跨在输入横跨在输入横跨在输入横跨在输入和输出之间，令输入与输出相互和输出之间，令输入与输出相互和输出之间，令输入与输出相互和输出之间，令输入与输出相互牵连，使得对电路的分析变得十牵连，使得对电路的分析变得十牵连，使得对电路的分析变得十牵连，使得对电路的分析变得十分复杂分复杂分复杂分复杂，应想法把晶体管的输入，应想法把晶体管的输入，应想法把晶体管的输入，应想法把晶体管的输入和输出回路相互独立，以便分析。和输出回路相互独立，以便分析。和输出回路相互独立，以便分析。和输出回路相互独立，以便分析。一、晶体管完整的混合一、晶体管完整的混合一、晶体管完整
17、的混合一、晶体管完整的混合 模型模型模型模型二、晶体管简化的混合二、晶体管简化的混合二、晶体管简化的混合二、晶体管简化的混合 模型模型模型模型 采用密勒转换把采用密勒转换把采用密勒转换把采用密勒转换把C C 拆分拆分拆分拆分为两个电容为两个电容为两个电容为两个电容C C 和和和和C C ，分别与输入和输出回路并分别与输入和输出回路并分别与输入和输出回路并分别与输入和输出回路并接。接。接。接。(推导过程亦可参考教推导过程亦可参考教推导过程亦可参考教推导过程亦可参考教科书科书科书科书P214P214。)bb+-+r rbbbbr rbebeU Ubebe U Ubebe U Ucece I Ib
18、b b bg gmmU Ubebe C C C C I Ic cc cI IC C 简化后晶体管的混合简化后晶体管的混合简化后晶体管的混合简化后晶体管的混合 模型模型模型模型C C bb+-+r rbbbbr rbebeU Ubebe U Ubebe U Ucece I Ib b b bg gmmU Ubebe C C I Ic cc cC C C C 和和C C 与与C C 的关系的关系晶体管的高频等效模型晶体管的高频等效模型继续继续继续继续 本等效电路由于本等效电路由于本等效电路由于本等效电路由于C C 横跨在输入横跨在输入横跨在输入横跨在输入和输出之间，令输入与输出相互和输出之间，令输入
19、与输出相互和输出之间，令输入与输出相互和输出之间，令输入与输出相互牵连，使得对电路的分析变得十牵连，使得对电路的分析变得十牵连，使得对电路的分析变得十牵连，使得对电路的分析变得十分复杂分复杂分复杂分复杂，应想法把晶体管的输入，应想法把晶体管的输入，应想法把晶体管的输入，应想法把晶体管的输入和输出回路相互独立，以便分析。和输出回路相互独立，以便分析。和输出回路相互独立，以便分析。和输出回路相互独立，以便分析。一、晶体管完整的混合一、晶体管完整的混合一、晶体管完整的混合一、晶体管完整的混合 模型模型模型模型二、晶体管简化的混合二、晶体管简化的混合二、晶体管简化的混合二、晶体管简化的混合 模型模型模
20、型模型bb+-+r rbbbbr rbebeU Ubebe U Ubebe U Ucece I Ib b b bg gmmU Ubebe C C C C I Ic cc cI IC C 简化后晶体管的混合简化后晶体管的混合简化后晶体管的混合简化后晶体管的混合 模型模型模型模型C C bb+-+r rbbbbr rbebeU Ubebe U Ubebe U Ucece I Ib b b bg gmmU Ubebe C C I Ic cc cC C 晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合 模型模型模型模型本页完本页完本页完本页完 由密勒转换得由密勒转换得由
21、密勒转换得由密勒转换得 C C =(1=(1+|+|+|+|K|)C K|)C 其中其中其中其中K=UK=Ucece/U/Ubebe 一般有一般有一般有一般有|K|1|K|1，所以，所以，所以，所以 C C|K|C K|C 晶体管的输入总电容为晶体管的输入总电容为晶体管的输入总电容为晶体管的输入总电容为 C C C C +C+C =C=C +|K|C K|C 另另另另C C =(K-1)/(-K)C =(K-1)/(-K)C C C 很小，容抗很大可忽很小，容抗很大可忽很小，容抗很大可忽很小，容抗很大可忽略。略。略。略。对对C C 作用的分析作用的分析晶体管的高频等效模型晶体管的高频等效模型继
22、续继续继续继续一、晶体管完整的混合一、晶体管完整的混合一、晶体管完整的混合一、晶体管完整的混合 模型模型模型模型二、晶体管简化的混合二、晶体管简化的混合二、晶体管简化的混合二、晶体管简化的混合 模型模型模型模型C C bb+-+r rbbbbr rbebeU Ubebe U Ubebe U Ucece I Ib b b bg gmmU Ubebe C C I Ic cc cC C 晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合 模型模型模型模型本页完本页完本页完本页完 由密勒转换得由密勒转换得由密勒转换得由密勒转换得 C C =(1=(1+|+|+|+|K|)
23、C K|)C 其中其中其中其中K=UK=Ucece/U/Ubebe 一般有一般有一般有一般有|K|1|K|1，所以，所以，所以，所以 C C|K|C K|C 晶体管的输入总电容为晶体管的输入总电容为晶体管的输入总电容为晶体管的输入总电容为 C C C C +C+C =C=C +|K|C K|C 另另另另C C =(K-1)/(-K)C =(K-1)/(-K)C C C 很小，容抗很大可忽很小，容抗很大可忽很小，容抗很大可忽很小，容抗很大可忽略。略。略。略。晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合 模型模型模型模型bb+-+r rbbbbU Ubebe U
24、 Ubebe U Ucece I Ib b b bg gmmU Ubebe C C I Ic cc cr rbebe 通过对晶体管的混合通过对晶体管的混合通过对晶体管的混合通过对晶体管的混合 模型简化模型简化模型简化模型简化后发现，其等效电路与后发现，其等效电路与后发现，其等效电路与后发现，其等效电路与h h参数等效参数等效参数等效参数等效电路相比较只是多了一个电容电路相比较只是多了一个电容电路相比较只是多了一个电容电路相比较只是多了一个电容C C ，C C 对输入信号的低频成分呈很对输入信号的低频成分呈很对输入信号的低频成分呈很对输入信号的低频成分呈很大的容抗，可忽略；但大的容抗，可忽略；但
25、大的容抗，可忽略；但大的容抗，可忽略；但 C C 对输入对输入对输入对输入信号的高频成分呈很小的容抗，信号的高频成分呈很小的容抗，信号的高频成分呈很小的容抗，信号的高频成分呈很小的容抗，起到分流作用，使得晶体管的放起到分流作用，使得晶体管的放起到分流作用，使得晶体管的放起到分流作用，使得晶体管的放大能力有所下降。这就是我们在大能力有所下降。这就是我们在大能力有所下降。这就是我们在大能力有所下降。这就是我们在高频时要考虑的因素。高频时要考虑的因素。高频时要考虑的因素。高频时要考虑的因素。三、混合三、混合 模型的主要参数模型的主要参数 1 1、r rbbbb 2 2、r rbebe晶体管的高频等效
26、模型晶体管的高频等效模型继续继续继续继续C C bb+-+r rbbbbr rbebeU Ubebe U Ubebe U Ucece I Ib b b bg gmmU Ubebe C C I Ic cc cC C 晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合 模型模型模型模型本页完本页完本页完本页完晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合 模型模型模型模型bb+-+r rbbbbU Ubebe U Ubebe U Ucece I Ib b b bg gmmU Ubebe C C I Ic cc cr rbebe 1 1
27、、基区电阻、基区电阻、基区电阻、基区电阻r rbbbb 三、混合三、混合三、混合三、混合 模型的主要参数模型的主要参数模型的主要参数模型的主要参数基区电阻基区电阻基区电阻基区电阻r rbbbb与与与与 h h 参数电路一样，可查手册。参数电路一样，可查手册。参数电路一样，可查手册。参数电路一样，可查手册。2 2、发射结电阻、发射结电阻、发射结电阻、发射结电阻r rbebe(或或或或r rbebe)这也和这也和这也和这也和 h h 参数电路一样。参数电路一样。参数电路一样。参数电路一样。0 0 r rbebe=(1+1+0 0)26mV 26mVI IEQEQmA mA 26mV 26mVI I
28、EQEQmA mA 其中其中其中其中 0 0是中频时是中频时是中频时是中频时晶体管的值晶体管的值晶体管的值晶体管的值。3 3、g gm m晶体管的高频等效模型晶体管的高频等效模型继续继续继续继续C C bb+-+r rbbbbr rbebeU Ubebe U Ubebe U Ucece I Ib b b bg gmmU Ubebe C C I Ic cc cC C 晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合 模型模型模型模型本页完本页完本页完本页完晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合 模型模型模型模型bb+-+r
29、 rbbbbU Ubebe U Ubebe U Ucece I Ib b b bg gmmU Ubebe C C I Ic cc cr rbebe 3 3、跨导、跨导、跨导、跨导g gmm 三、混合三、混合三、混合三、混合 模型的主要参数模型的主要参数模型的主要参数模型的主要参数I Ibb 0 0I Ibb 其中其中其中其中 0 0是中频时是中频时是中频时是中频时晶体管的值晶体管的值晶体管的值晶体管的值。显然有显然有显然有显然有I Ic c=g=gmmU Ubebe=0 0I Ibb 而而而而 U Ubebe=I=Ib b r rbebe r rbebe 0 0 26mV 26mVI IEQE
30、QmA mA 和和和和 联立以上三式解得联立以上三式解得联立以上三式解得联立以上三式解得 g gmm=0 0 r rbebe 26mV26mV I IEQEQ 总结总结晶体管的高频等效模型晶体管的高频等效模型继续继续继续继续C C bb+-+r rbbbbr rbebeU Ubebe U Ubebe U Ucece I Ib b b bg gmmU Ubebe C C I Ic cc cC C 晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合 模型模型模型模型本页完本页完本页完本页完晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合
31、 模型模型模型模型bb+-+r rbbbbU Ubebe U Ubebe U Ucece I Ib b b bg gmmU Ubebe C C I Ic cc cr rbebe 3 3、跨导、跨导、跨导、跨导g gmm 三、混合三、混合三、混合三、混合 模型的主要参数模型的主要参数模型的主要参数模型的主要参数I Ibb 0 0I Ibb g gmm=0 0 r rbebe 26mV26mV I IEQEQ 1 1、基区电阻、基区电阻、基区电阻、基区电阻r rbbbb 查表查表查表查表 2 2、发射结电阻、发射结电阻、发射结电阻、发射结电阻r rbebe(或或或或r rbebe)0 0 r rb
32、ebe=(1+1+0 0)26mV 26mVI IEQEQmA mA 26mV 26mVI IEQEQmA mA 结束页结束页晶体管的高频等效模型晶体管的高频等效模型继续继续继续继续C C bb+-+r rbbbbr rbebeU Ubebe U Ubebe U Ucece I Ib b b bg gmmU Ubebe C C I Ic cc cC C 晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合 模型模型模型模型本页完本页完本页完本页完晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合晶体管单向化后的混合 模型模型模型模型bb+-+r rbbbb
33、U Ubebe U Ubebe U Ucece I Ib b b bg gmmU Ubebe C C I Ic cc cr rbebe 3 3、跨导、跨导、跨导、跨导g gmm 三、混合三、混合三、混合三、混合 模型的主要参数模型的主要参数模型的主要参数模型的主要参数I Ibb 0 0I Ibb g gmm=0 0 r rbebe 26mV26mV I IEQEQ 1 1、基区电阻、基区电阻、基区电阻、基区电阻r rbbbb 查表查表查表查表 2 2、发射结电阻、发射结电阻、发射结电阻、发射结电阻r rbebe(或或或或r rbebe)0 0 r rbebe=(1+1+0 0)26mV 26mVI IEQEQmA mA 26mV 26mVI IEQEQmA mA 本内容学习完毕本内容学习完毕,单击单击返回返回,返回返回封面；单击封面；单击结束结束，结束学习。，结束学习。结束结束返回返回 再见