萬(wàn)能的三極管等效模型！幫你搞定各種參數分析

　　1 模擬電路中的常用放大電路

　　1.1 晶體管放大電路

　　晶體管放大電路的主要構成元件為pnp型、npn型硅晶體管及若干電阻組成。它主要利用晶體管的特性對電路中電流進(jìn)行放大，通過(guò)對該電路的輸入特性與輸出特性的分析，得出該放大電路包含3種工作狀態(tài)，即飽和區、放大區及截止區，正常情況下應使放大電路工作在放大區。常見(jiàn)電路形式如圖1所示。

　　1.2 場(chǎng)效應管放大電路

　　場(chǎng)效應管也是作為一種最基本的放大電路，它的主要組成為場(chǎng)效應管及若干電阻，其工作原理與電路形式和晶體管放大電路相同，相比晶體管放大電路，具有輸入阻抗高、噪聲低、熱穩定性好等優(yōu)點(diǎn)。常見(jiàn)電路形式如圖2所示。　　1.3 差分放大電路

　　差分放大電路的主要構成為晶體管、場(chǎng)效應管及若干電阻，它的主要特點(diǎn)在于采用完全對稱(chēng)的電路結構形式，以此來(lái)抑制基本放大電路產(chǎn)生的零點(diǎn)漂移，使得工作點(diǎn)更加穩定，常見(jiàn)電路形式如圖3所示。

　　1.4 有源負載放大電路

　　有源負載放大電路主要構成元件為晶體管、場(chǎng)效應管及若干電阻，這種放大電路以電流源電路作為有源負載，這樣在電源電壓不變的情況下，既可獲得合適的靜態(tài)電流，對于交流信號，又可以得到較大的等效電阻，從而提高電壓增益。常見(jiàn)電路形式如圖4所示。

　　2 等效電路法在放大電路分析中的應用實(shí)例

　　為了研究等效電路法在實(shí)際放大電路分析中的應用，下面以晶體管放大電路分析為例。

　　2.1 等效電路法的具體應用過(guò)程

　　首先將晶體管作為一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò )，如圖5所示。

　　以B-E作為輸入端口，以C-E作為輸出端口，則網(wǎng)絡(luò )外部的端電壓和電流之間的關(guān)系就是晶體管的輸入特性和輸出特性，如圖6和圖7所示。

　　根據特性曲線(xiàn)，可以將輸入特性、輸出特性寫(xiě)成關(guān)系式

　　h參數的下標e表示共發(fā)射極接法，i表示輸入；r表示反向傳輸；f表示正向傳輸；o表示輸出，其中

　　由h參數方程可知，電壓vBE由兩部分組成，第一項表示由iB產(chǎn)生一個(gè)電壓，所以hie為一電阻；第二項vCE由產(chǎn)生一個(gè)電壓，因而hre無(wú)量綱；所以B-E間可以等效成一個(gè)電阻與一個(gè)受控電壓源串聯(lián)。

　　電流iC也由兩部分組成，第一項表示由iB控制產(chǎn)生一個(gè)電流，因而hfe無(wú)量綱；第二項表示由vCE產(chǎn)生一個(gè)電流，因而hoe為電導；所以C-E間可以等效為一個(gè)受控電流源與一個(gè)電阻并聯(lián)。這樣得到的晶體管的等效模型如圖8所示。由于h參數方程中的4個(gè)h參數的量綱都不同，故稱(chēng)為h參數等效模型。

　　2.2 等效電路法的簡(jiǎn)化模型

　　輸入回路：從前面對晶體管的特性分析可知，當晶體管工作在放大區時(shí)，C-E間的電壓對輸入特性曲線(xiàn)的影響很小，即管子的內反饋可以忽略不計，可以vCE>；VBE用的任意一條特性曲線(xiàn)取代vCE>；VBE的所有特性曲線(xiàn)。因此，認為hre=0，則晶體管的輸入回路只等效為一個(gè)動(dòng)態(tài)電阻rBE(hie)。

　　輸出回路：當晶體管工作在放大區時(shí)，C-E間電壓的變化對iC的影響很小，即在放大區輸出特性曲線(xiàn)幾乎是橫軸的平行線(xiàn)，可以認為C-E間的動(dòng)態(tài)電阻1/hoe無(wú)窮大。因此，hoe近似為0，晶體管的輸出回路只等效為一個(gè)電流iB控制的電流源βiB(hfeiB)。簡(jiǎn)化后的h參數等效模型如圖9所示。

　　3 結束語(yǔ)

　　以上分析了晶體管等效模型，其分析結論可直接用于分析由晶體管所構成放大電路的各種動(dòng)態(tài)參數，該結論完全可以適用于場(chǎng)效應管及其組成的放大電路中，而其他類(lèi)型放大電路如差分放大電路、功率放大電路，還有由許多基本電路構成的集成運算放大電路，由于其基本構成與晶體管、場(chǎng)效應管放大電路相同，所以同樣可以采用等效電路法來(lái)分析。