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
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
3.4 小信号模型分析法
3.4.0 放大电路模型放大电路是一个双口网络 。 从端口特性来研究放大电路,可将其等效成具有某种端口特性的等效电路 。
R s
放大电路
I oI i
+
–
V o
+
–
V s
+
–
V i R L
信号源 负载
输入端口特性可以等效为一个输入电阻
输出端口可以根据不同情况等效成不同的电路形式
1.2.2 放大电路模型
——负载开路时的电压增益
OAV
iR
——输入电阻
oR
——输出电阻
1.2.2 放大电路模型
1,电压放大模型
R s
+
– –
V i
+
–
V o
+
R LV
s i R i
–
+
i
V iA VO
R o
i
关心输出电压与输入电压的关系考虑输入回路对信号源的衰减
R s
+
–
V s
–
V i
+
R o
–
V o
+
–
+
R i R LV iA VO
si RR
理想情况：
有
s
is
i
i VRR
RV
要想减小衰减,则希望 …？
iR
1.2.2 放大电路模型由输出回路得则电压增益为
i
o
V
VA
V?
Lo
L
O RR
RA
V
由此可见
LR?VA?
即负载的大小会影响增益的大小要想减小负载的影响,则希望 …？
Lo
L
iOo RR
RVAV
V
Lo RR
理想情况,0
o?R
所以,一个理想的电压放大器：输入电阻无限大输出电阻无限小
R s
放大电路
I oI i
+
–
V o
+
–
V s
+
–
V i R L
电流放大模型关心输出电流与输入电流的关系
R s
+
–
V s
–
V i
+
R o
–
V o
+
–
+
R i R LV iA VO
电压放大模型
1.2.2 放大电路模型
2,电流放大模型关心输出电压与输入电压的关系
——负载短路时的电流增益
ISA?
2,电流放大模型由输出回路得
Lo
o
io RR
RIAI
IS
则电流增益为
i
o
I
IA
I?
Lo
o
RR
RA
IS
由此可见?
LR?IA?
要想减小负载的影响,则希望 …？
Lo RR
理想情况,
oR
由输入回路得
is
s
si RR
RII
要想减小对信号源的衰减,则希望 …？
si RR
理想情况,0
i?R
1.2.2 放大电路模型所以,一个理想的电流放大器：输入电阻无限小输出电阻无限大输入输出回路没有公共端
4,互导放大模型 （ 自学 ）
5,隔离放大电路模型 （ 自学 ）
R o
–
+
R i V i A VO
–
V? o
+
–
V i
+
1.2.2 放大电路模型
3,互阻放大模型（自学）
1,输入电阻
i
i
i I
VR
R s
+
–
V s
–
V i
+
R i
I i
放大电路
1.2.3 放大电路的主要性能指标
iOo VAV V
R o
–
V o
+
–
+
R LV iA VO
放大电路
R o
–
+
V iA VO
放大电路 –
+
V o
Lo
L
iOo RR
RVAV
V
所以
LL
o
o
o RRV
VR
放大电路
I T
+
–
V T
R o
+
–
V s =0另一方法
0
T
T
o s VI
VR
注意：输入,输出电阻为交流电阻
2,输出电阻
1.2.3 放大电路的主要性能指标反映放大电路在输入信号控制下,将供电电源能量转换为输出信号能量的能力其中
( d B )lg20 VA电压增益
,甲放大电路的增益为 -20倍,和,乙放大电路的增益为 -20dB”,
问哪个电路的增益大？
四种增益
i
o
V V
VA
i
o
I I
IA
i
o
R I
VA
i
o
G V
IA
IV AA,
常用分贝 （ dB） 表示
( d B )lg20 IA电流增益
( d B )lg10 PA功率增益
1.2.3 放大电路的主要性能指标
3,增益
A.放大电路的频率响应及带宽在输入正弦信号情况下,输入信号频率连续改变,输出随之变化的稳态响应,称为放大电路的频率响应 。
R s
放大电路
I oI i
+
–
V o
+
–
V s
+
–
V i R L
1.2.3 放大电路的主要性能指标
4,频率响应及带宽（频域指标）
B.频率失真 （ 线性失真 ）
幅度失真：对不同频率的信号增益不同,产生的失真 。
O
t
I
O
t
O
基波二次谐波输入信号输出信号基波二次谐波具体分析在后面结合 3.7节进行由元器件非线性特性引起的失真 。
非线性失真系数,
O
t
I
O
t
O
%1 0 0
o1
2
2
o
V
V
k
k
VO1是输出电压信号基波分量的有效值,Vok是高次谐波分量的有效值,k为正整数 。
1.2.3 放大电路的主要性能指标
5,非线性失真频率失真（线性失真）与非线性失真的区别思考与习题 (放大电路的主要性能指标 )
思考题：
P.23-1.2.2
习题：
P.24-1.2.2,1.2.4
1.2.3 放大电路的主要性能指标
end
建立小信号模型的意义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。
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。
3.4.1 BJT的小信号建模
Ui= hiIi+ hrUo
Io= hfIi+ hoUo
Ui Uo
Ii
Io
四端口网络
0,H参数概念
3.4.1 BJT的小信号建模
i 0o
i
U
i
Uh
I
输出端短路时的输入电阻；
输出端短路时的正向电流传输系数；
输入端开路时的反向电压传输系数；
输入端开路时的输出电导；
f 0o
o
U
i
Ih
I
i r 0
i
I
o
Uh
U
i o 0
o
I
o
Ih
U
对一个四端口网络，可以有 H,Y、
Z,G四种参数描述。其中,H参数的描述公式为四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（ H参数）。
),( CEB1BE vifv?
在小信号情况下，对上两式取全微分得
CE
CE
BE
B
B
BE
BE ddd BCE vv
vi
i
vv
IV
用小信号交流分量表示,
（ 注意字母大小写以示区别）
vbe= hieib+ hrevce
ic= hfeib+ hoevce
对于 BJT双口网络，我们知道有输入特性和输出特性曲线
iB=f(vBE)?vCE=const iC=f(vCE)? iB=const
可以写成,),(
CEB2C vifi?
CE
CE
C
B
B
C
C ddd BCE vv
ii
i
ii
IV
vBE vCE
iB
c
e
b
iC
BJT双口网络
1,BJT的 H参数定义
3.4.1 BJT的小信号建模输出端 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。
对照 H参数的公式，可知：
vbe= hieib+ hrevce
ic= hfeib+ hoevce
CE
B
BE
ie Vi
vh
CE
B
C
fe Vi
ih
B
CE
BE
re Iv
vh
B
CE
C
oe Iv
ih
3.4.1 BJT的小信号建模
Ui= hiIi+ hrUo
Io= hfIi+ hoUo
根据可得小信号模型
vbe= hieib+ hrevce
ic= hfeib+ hoevce vBE
vCE
iB
c
e
b
iC
BJT双口网络
H参数是小信号参数，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参数只适合对交流信号的分析。
BJT的 H参数模型
2,H参数小信号模型
3.4.1 BJT的小信号建模
hfeib
ic
vce
ib
vbe hrevce
hie
hoe
记 rbe= hie? = hfe
uT = hre rce= 1/hoe
则 BJT的 H参数模型为
ib
ic
vce
ib
vbe μT vce
rbe
rce
μT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
3,模型的简化
3.4.1 BJT的小信号建模
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。
一般用测试仪测出；
rbe 与 Q点有关，可用图示仪测出。也可用公式估算,rbe= rb + (1+? ) re
其中对于低频小功率管 rb≈200?
则
)mA(
)mV(26)1(2 0 0
EQ
be Ir
)mA(
)mV(
)mA(
)mV(
EQEQ
T
e II
Vr 26
而 (T=300K)
（ 思考题,P101 3.4.3）
4,H参数的确定
3.4.1 BJT的小信号建模认识 BJT H参数的物理意义工程上 BJT H参数的确定共射极放大电路
1,利用直流通路求 Q点
b
BECC
B R
VVI
一般对硅管取 VBE=0.7V，锗管 VBE=0.2V，
且?已知 。
BC IβI
cCCCCE RIVV
3.4.2 共射极放大电路的小信号模型分析
bI?
cI?bI?
RbviiV?
OV?
Rc
共射极放大电路
ic
vce
+
-
交流通路
RL
H参数小信号等效电路
2,画小信号等效电路
3.4.2 共射极放大电路的小信号模型分析根据
Rbvi Rc RL
iV?
bI?
cI?
OV?
bI?
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
（公式）
(1) 求电压增益
3,求放大电路动态指标
3.4.2 共射极放大电路的小信号模型分析
Rb Rc RL
iV?
bI?
cI?
OV?
bI?
Ri
iI?
beb
i
i
i // rRI
VR
(3)求输出电阻令 0
i?V? 0b?I? 0b I
Ro = Rc 所以
(2)求输入电阻
3.4.2 共射极放大电路的小信号模型分析
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
+
-
解：
例题例题解,（ 1）
4Vk4mA212cCCCCE RIVV
mA2uA4050BC IβI
uA40k300 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
87.1 1 5)//(
be
Lc
i
o
V
r
RR
V
VA?
863// bebebi rrRR
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
思考与习题思考题：
P.101-3.4.1,3.4.4
习题：
P.143-3.4.1 (c),(d),3.4.4,
3.4.5（其中第 3问改为：分析电容 C3
的作用）
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
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
3.4 小信号模型分析法
3.4.0 放大电路模型放大电路是一个双口网络 。 从端口特性来研究放大电路,可将其等效成具有某种端口特性的等效电路 。
R s
放大电路
I oI i
+
–
V o
+
–
V s
+
–
V i R L
信号源 负载
输入端口特性可以等效为一个输入电阻
输出端口可以根据不同情况等效成不同的电路形式
1.2.2 放大电路模型
——负载开路时的电压增益
OAV
iR
——输入电阻
oR
——输出电阻
1.2.2 放大电路模型
1,电压放大模型
R s
+
– –
V i
+
–
V o
+
R LV
s i R i
–
+
i
V iA VO
R o
i
关心输出电压与输入电压的关系考虑输入回路对信号源的衰减
R s
+
–
V s
–
V i
+
R o
–
V o
+
–
+
R i R LV iA VO
si RR
理想情况：
有
s
is
i
i VRR
RV
要想减小衰减,则希望 …？
iR
1.2.2 放大电路模型由输出回路得则电压增益为
i
o
V
VA
V?
Lo
L
O RR
RA
V
由此可见
LR?VA?
即负载的大小会影响增益的大小要想减小负载的影响,则希望 …？
Lo
L
iOo RR
RVAV
V
Lo RR
理想情况,0
o?R
所以,一个理想的电压放大器：输入电阻无限大输出电阻无限小
R s
放大电路
I oI i
+
–
V o
+
–
V s
+
–
V i R L
电流放大模型关心输出电流与输入电流的关系
R s
+
–
V s
–
V i
+
R o
–
V o
+
–
+
R i R LV iA VO
电压放大模型
1.2.2 放大电路模型
2,电流放大模型关心输出电压与输入电压的关系
——负载短路时的电流增益
ISA?
2,电流放大模型由输出回路得
Lo
o
io RR
RIAI
IS
则电流增益为
i
o
I
IA
I?
Lo
o
RR
RA
IS
由此可见?
LR?IA?
要想减小负载的影响,则希望 …？
Lo RR
理想情况,
oR
由输入回路得
is
s
si RR
RII
要想减小对信号源的衰减,则希望 …？
si RR
理想情况,0
i?R
1.2.2 放大电路模型所以,一个理想的电流放大器：输入电阻无限小输出电阻无限大输入输出回路没有公共端
4,互导放大模型 （ 自学 ）
5,隔离放大电路模型 （ 自学 ）
R o
–
+
R i V i A VO
–
V? o
+
–
V i
+
1.2.2 放大电路模型
3,互阻放大模型（自学）
1,输入电阻
i
i
i I
VR
R s
+
–
V s
–
V i
+
R i
I i
放大电路
1.2.3 放大电路的主要性能指标
iOo VAV V
R o
–
V o
+
–
+
R LV iA VO
放大电路
R o
–
+
V iA VO
放大电路 –
+
V o
Lo
L
iOo RR
RVAV
V
所以
LL
o
o
o RRV
VR
放大电路
I T
+
–
V T
R o
+
–
V s =0另一方法
0
T
T
o s VI
VR
注意：输入,输出电阻为交流电阻
2,输出电阻
1.2.3 放大电路的主要性能指标反映放大电路在输入信号控制下,将供电电源能量转换为输出信号能量的能力其中
( d B )lg20 VA电压增益
,甲放大电路的增益为 -20倍,和,乙放大电路的增益为 -20dB”,
问哪个电路的增益大？
四种增益
i
o
V V
VA
i
o
I I
IA
i
o
R I
VA
i
o
G V
IA
IV AA,
常用分贝 （ dB） 表示
( d B )lg20 IA电流增益
( d B )lg10 PA功率增益
1.2.3 放大电路的主要性能指标
3,增益
A.放大电路的频率响应及带宽在输入正弦信号情况下,输入信号频率连续改变,输出随之变化的稳态响应,称为放大电路的频率响应 。
R s
放大电路
I oI i
+
–
V o
+
–
V s
+
–
V i R L
1.2.3 放大电路的主要性能指标
4,频率响应及带宽（频域指标）
B.频率失真 （ 线性失真 ）
幅度失真：对不同频率的信号增益不同,产生的失真 。
O
t
I
O
t
O
基波二次谐波输入信号输出信号基波二次谐波具体分析在后面结合 3.7节进行由元器件非线性特性引起的失真 。
非线性失真系数,
O
t
I
O
t
O
%1 0 0
o1
2
2
o
V
V
k
k
VO1是输出电压信号基波分量的有效值,Vok是高次谐波分量的有效值,k为正整数 。
1.2.3 放大电路的主要性能指标
5,非线性失真频率失真（线性失真）与非线性失真的区别思考与习题 (放大电路的主要性能指标 )
思考题：
P.23-1.2.2
习题：
P.24-1.2.2,1.2.4
1.2.3 放大电路的主要性能指标
end
建立小信号模型的意义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。
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。
3.4.1 BJT的小信号建模
Ui= hiIi+ hrUo
Io= hfIi+ hoUo
Ui Uo
Ii
Io
四端口网络
0,H参数概念
3.4.1 BJT的小信号建模
i 0o
i
U
i
Uh
I
输出端短路时的输入电阻；
输出端短路时的正向电流传输系数；
输入端开路时的反向电压传输系数；
输入端开路时的输出电导；
f 0o
o
U
i
Ih
I
i r 0
i
I
o
Uh
U
i o 0
o
I
o
Ih
U
对一个四端口网络，可以有 H,Y、
Z,G四种参数描述。其中,H参数的描述公式为四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（ H参数）。
),( CEB1BE vifv?
在小信号情况下，对上两式取全微分得
CE
CE
BE
B
B
BE
BE ddd BCE vv
vi
i
vv
IV
用小信号交流分量表示,
（ 注意字母大小写以示区别）
vbe= hieib+ hrevce
ic= hfeib+ hoevce
对于 BJT双口网络，我们知道有输入特性和输出特性曲线
iB=f(vBE)?vCE=const iC=f(vCE)? iB=const
可以写成,),(
CEB2C vifi?
CE
CE
C
B
B
C
C ddd BCE vv
ii
i
ii
IV
vBE vCE
iB
c
e
b
iC
BJT双口网络
1,BJT的 H参数定义
3.4.1 BJT的小信号建模输出端 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。
对照 H参数的公式，可知：
vbe= hieib+ hrevce
ic= hfeib+ hoevce
CE
B
BE
ie Vi
vh
CE
B
C
fe Vi
ih
B
CE
BE
re Iv
vh
B
CE
C
oe Iv
ih
3.4.1 BJT的小信号建模
Ui= hiIi+ hrUo
Io= hfIi+ hoUo
根据可得小信号模型
vbe= hieib+ hrevce
ic= hfeib+ hoevce vBE
vCE
iB
c
e
b
iC
BJT双口网络
H参数是小信号参数，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参数只适合对交流信号的分析。
BJT的 H参数模型
2,H参数小信号模型
3.4.1 BJT的小信号建模
hfeib
ic
vce
ib
vbe hrevce
hie
hoe
记 rbe= hie? = hfe
uT = hre rce= 1/hoe
则 BJT的 H参数模型为
ib
ic
vce
ib
vbe μT vce
rbe
rce
μT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
3,模型的简化
3.4.1 BJT的小信号建模
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。
一般用测试仪测出；
rbe 与 Q点有关，可用图示仪测出。也可用公式估算,rbe= rb + (1+? ) re
其中对于低频小功率管 rb≈200?
则
)mA(
)mV(26)1(2 0 0
EQ
be Ir
)mA(
)mV(
)mA(
)mV(
EQEQ
T
e II
Vr 26
而 (T=300K)
（ 思考题,P101 3.4.3）
4,H参数的确定
3.4.1 BJT的小信号建模认识 BJT H参数的物理意义工程上 BJT H参数的确定共射极放大电路
1,利用直流通路求 Q点
b
BECC
B R
VVI
一般对硅管取 VBE=0.7V，锗管 VBE=0.2V，
且?已知 。
BC IβI
cCCCCE RIVV
3.4.2 共射极放大电路的小信号模型分析
bI?
cI?bI?
RbviiV?
OV?
Rc
共射极放大电路
ic
vce
+
-
交流通路
RL
H参数小信号等效电路
2,画小信号等效电路
3.4.2 共射极放大电路的小信号模型分析根据
Rbvi Rc RL
iV?
bI?
cI?
OV?
bI?
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
（公式）
(1) 求电压增益
3,求放大电路动态指标
3.4.2 共射极放大电路的小信号模型分析
Rb Rc RL
iV?
bI?
cI?
OV?
bI?
Ri
iI?
beb
i
i
i // rRI
VR
(3)求输出电阻令 0
i?V? 0b?I? 0b I
Ro = Rc 所以
(2)求输入电阻
3.4.2 共射极放大电路的小信号模型分析
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
+
-
解：
例题例题解,（ 1）
4Vk4mA212cCCCCE RIVV
mA2uA4050BC IβI
uA40k300 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
87.1 1 5)//(
be
Lc
i
o
V
r
RR
V
VA?
863// bebebi rrRR
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
思考与习题思考题：
P.101-3.4.1,3.4.4
习题：
P.143-3.4.1 (c),(d),3.4.4,
3.4.5（其中第 3问改为：分析电容 C3
的作用）
