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三極管H參數的物理意義及求解方法

CHANBAEK ? 來源:小陳是個工程師 ? 作者:xiaoxiaodawei ? 2023-01-12 11:56 ? 次閱讀

上期通過將三極管看出二端口得到了三極管的H參數模型,同時對于H參數也有了簡單的描述,這期主要研究H參數與晶體管特性曲線的關系,從而進一步理解H參數的物理意義以及求解方法。

關鍵詞:H參數的物理意義;

01H11參數的物理意義

H11參數求解如下式(1.1)所示:

pYYBAGO_g7qAeuLOAAAEYOlDG6s413.jpg

式(1.1)表示當uCE=UCEQ時uBE對iB的偏導數,從輸入特性來看,就是uCE=UCEQ那條輸入特性曲線在Q點處切線斜率的倒數。小信號作用時,H11可以表示為:

pYYBAGO_g7qAbxRFAAAErU9E2ds510.jpg

式(1.2)可以如圖1-1所示:

poYBAGO_g7qAWze6AAAQBikHBOo839.jpg

圖1-1 輸入特性曲線1

由圖1-1可知,H11表示小信號作用下三級管b-e間的動態電阻,常記作rbe。Q點越高,輸入特性曲線就越陡,H11的值也就越小。如圖1-2三極管H參數等效模型:

pYYBAGO_g7qAaBKNAAAa_2lXi6Q831.jpg

圖1-2 H參數等效模型

如圖1-2所示,H11可以使用電阻表示。

02H12參數的物理意義

H12參數求解如下式(1.3)所示:

pYYBAGO_g7qAacKqAAAEgQhMrok755.jpg

式(1.3)表示當iB=IBQ時uBE對uCE的偏導數,從輸入特性上看,就是在iB=IBQ的情況下uCE對uBE的影響,可以表示為:

poYBAGO_g7uAGz15AAAEqVDnftc032.jpg

式(1.4)可以如圖1-3所示:

poYBAGO_g7qAM6bzAAATCq7gW2Q276.jpg

圖1-3 輸入特性曲線2

由圖1-3可知,H12描述了晶體管輸出回路電壓uCE對輸入回路電壓uBE的影響,故稱之為內反饋系數,當三極管c-e間電壓足夠大時,如UCE>=1V,H12的值就小很多,大多小于0.01。如圖1-4三極管H參數等效模型:

pYYBAGO_g7qASRixAAAbCXA-O6k510.jpg

圖1-4 H參數等效模型

如圖1-4所示,H12可以使用電壓源的系數表示。

03H21參數的物理意義

H21參數求解如下式(1.5)所示:

poYBAGO_g7uABi2HAAAEO1u3Zwo906.jpg

式(1.5)表示當uCE=UBEQ時ic對iB的偏導數,從輸出特性來看,當小信號作用時,可以表示為:

poYBAGO_g7uAIKBNAAAEPdHmBgk615.jpg

式(1.6)可以如圖1-5所示:

pYYBAGO_g7qAdm8fAAAOW7IN7is949.jpg

圖1-5 輸出特性1

如圖1-5所示,H21可以表示晶體管在Q點附近的電流放大系數?。如圖1-6三極管H參數等效模型:

pYYBAGO_g7qAccK1AAAbCpm1auA883.jpg

圖1-6 H參數等效模型

如圖1-6所示,H21可以使用電流源的系數表示。

04H22參數的物理意義

H22參數求解如下式(1.7)所示:

poYBAGO_g7qANW_mAAAEa0u7lNk801.jpg

式(1.7)表示當iB=IBQ時,IC對uCE的偏導數。 從輸出特性來看,H22是在iB=IBQ的那條輸出特性曲線上Q點處導數,可以表示為:

poYBAGO_g7qAeffhAAAExp9G-Ds060.jpg

式(1.8)可以如圖1-7所示:

poYBAGO_g7qAB2wqAAARaogdWHQ536.jpg

圖1-7 輸出特性2

如圖1-7所示,H22可以表示輸出特性曲線的上翹程度,由于大多數三極管工作在放大區時曲線均幾乎平行于橫軸,所以H22的值常小于10-5S,常稱為1/H22表示三極管c-e之間的動態電阻rce,其值在幾百千歐以上。 如圖1-8三極管H參數等效模型:

pYYBAGO_g7uACvMPAAAbMkzCef8940.jpg

圖1-8 H參數等效模型

如圖1-8所示,H22可以使用電導表示。

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