1
3 半导体三极管及放大电路基础
3.1 半导体三极管（ BJT）
3.2 共射极放大电路
3.3 图解分析法
3.4 小信号模型分析法
3.5 放大电路的工作点稳定问题
3.6 共集电极电路和共基极电路
3.7 放大电路的频率响应
2
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
1,H参数的引出
2,H参数小信号模型
3,模型的简化
4,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
3.4.1 BJT的小信号建模
建立小信号模型的依据
(1) 小信号（微变） —— （图解）基本满足叠加原理！
? 输入特性：工作点在 Q附近移动范围小，切线代替曲线
? 输出特性：不超出放大区，不产生非线性失真
(2) 双口有源网络的 H参数模型
+
–
v 1
+
–
v 2
i 1 i 2
双口
有源器件
v1= h11i1+ h12v2
i2= h21i1+ h22v2
+
–
v 1
i 2
+
–
v 2
+
–
h 12 v 2
h 11 i 1
h 22
1
h 21 i 1
0
1
111
2 ?? vi
vh
0
2
112
1 ?? iv
vh
0
1
221
2 ?? vi
ih
0
2
222
1 ?? ii
vh
+
–
v i R b
R c
R L
+
–
v o
i c
i b
+
–
v ce
v be
–
+
交流通路
4
1,H参数的引出
3.4.1 BJT的小信号建模
已知端口瞬时值之间的关系
（即输入输出特性曲线）如下,
vBE vCE
iB
c
e
b
iC
BJT双口网络
iB=f(vBE)? vCE=const
iC=f(vCE)? iB=const
),( CEBBE vifv ?
),( CEBC vifi ?
欲求变化量之间的关系，则对上两式取全微分得
CE
CE
BE
B
B
BE
BE BCE dvv
vdi
i
vdv
IV ??
???
?
??
CE
CE
C
B
B
C
C BCE dvv
idi
i
idi
IV ??
???
?
??
在小信号（线性）条件下,
vbe= hieib+ hrevce
ic= hfeib+ hoevce
dvBE ? ?vBE ? vbe
h参数的物理意义及求解方法
CE
B
BE
ie Vi
vh
?
??
CE
B
C
fe Vi
ih
?
??
B
CE
BE
re Iv
vh
?
??
B
CE
C
oe Iv
ih
?
??
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。
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
rbe
? rce
ur
6
2,H参数小信号模型
3.4.1 BJT的小信号建模
vbe vce
ib
c
e
b
ic
BJT双口网络
vbe= hieib+ hrevce
ic= hfeib+ hoevce
? ib
ic
vce
ib
vbe ur vce
rbe
rce
? H参数都是小信号参数，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参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。
注意,
一般采用习惯符号
即 rbe= hie ? = hfe
ur = hre rce= 1/hoe
7
3,模型的简化
? ib
ic
vce
ib
vbe uT vce
rbe
rce
3.4.1 BJT的小信号建模
? ur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。
? ? 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。
8
4,H参数的确定
3.4.1 BJT的小信号建模
? ? ——测试仪（给定）
? rbe 与 Q点有关，公式估算。
rbe= rb + (1+ ? ) re
其中,rb≈200? （低频小功率管）
)mA(
)mV(
)mA(
)mV(
EQEQ
T
e II
Vr 26??
而 (T=300K)
则
)mA(
)mV(26)1(2 0 0
EQ
be Ir ?????
9
3.4.2 用 H参数小信号模型分析
共射极基本放大电路
共射极放大电路
1,利用直流通路求 Q点
b
BECC
B R
VVI ??
一般硅管 VBE=0.7V，锗管 VBE=0.2V,? 已知 。
BC IβI ??
cCCCCE RIVV ??
10
2,画出小信号等效电路
3.4.2 小信号模型分析
共射极放大电路
ic
vce
+
-
交流通路
bI?
cI?bI?
Rb vi iV?
OV?
Rc
H参数小信号等效电路
RL
11
3,求电压增益 3.4.2 小信号模型分析
Rb vi Rc RL
iV?
bI?
cI?
OV?
bI?
?iB ?iC vo ? vBE ? vCE 信号通路,vi
根据
bebi rIV ?? ?? bc II ?? ?? ? )//( LccO RRIV ??? ??
则电压增益为
be
Lc
beb
Lcb
beb
Lcc
i
O
)//()//(
)//(
r
RR
rI
RRI
rI
RRI
V
V
A
V
?
??
?
???
?
?
??
??
??
?
?
?
?
?
?
?
????
（可作为公式？ ）
12
4,求输入电阻
3.4.2 小信号模型分析
Rb Rc RL
iV?
bI?
cI?
OV?
bI?
Ri
iI?
beb
i
i
i // rRI
VR ??
?
?
令 0
i ?V? 0b ?I? 0b ?? I??
Ro = Rc 所以
5,求输出电阻
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1,电路如图所示。 试画出其小信号等效模型电路。
- V
CC
R
c
R
L
R
e
R
b2
R
b1
C
b2
C
b1
+
-
v
o
+
-
v
i
+
+
c
e
b
b
I?
b
I??
r be
e
b c
R e
i
I?
i
V ?
R b2
+
-
R b1
R c
o
V ?
R L
+
-
例题
14
例题
解,（ 1）求 Q点
4Vk4mA212cCCCCE ??????? RIVV
mA2uA4050BC ???? IβI
uA40k3 0 0 V12
b
CC
b
BECC
B ????
??
R
V
R
VVI
（ 2）
??
????
????
863
)mA(
)mV(26
)1(200
)mA(
)mV(26
)1(200
C
E
be
I
I
r
?
?
1 1 5, 8 7)//(
be
Lc
i
oV ??????
r
RR
V
VA ?
?
??
???? 8 6 3rrRR bebebi //
k4co ?? RR
36.73
)87.1 1 5(
5 0 08 6 3
8 6 3
V
si
i
i
o
s
i
s
o
VS
??
??
?
?
?
?
???? A
RR
R
V
V
V
V
V
V
A ?
?
?
?
?
?
?
?
i
o
V V
VA
?
?? ?
s
o
VS V
VA
?
?? ?2,放大电路如图所示。试求：（ 1） Q点；（ 2）,
oi RR,
已知 ?=50。
end
R s
+
–
V s
–
V i
+ 放大电路
R i
15
习题 3.5.5
+
–
v
s
b
c
R
c
v
o
R
s
R
e
+
+
+ 1 5 V
e
R
L
- 15V
+
–
e
V i
r be
b
I b I c
R c
+
–
R s
c
? I b
(1 + ? ) I b
V o
V s
–
+
R L
直接
耦合
共射
负电
源
cCCCC RIVV ??
i
o
V V
VA
?
??
?
bei rR ?
co RR ?
vi V15)1( EBBEsB ???? RIVRI ?
静态分析
动态分析
交流通路
)(30V
ecCCE RRIV ???
be
Lc )//(
r
RR??? ?