三极管的频率参数
2017-05-06 15:59分类:电子元器件 阅读:
三极管极间电容的存在→<xml:namespace prefix = m ns = "http://www.w3.org/1998/Math/MathML" /> β 变成频率的函数→ β 的频率特性→描绘三极管频率特性的几个参数(三极管频率参数)→思考极间电容时的等效电路(混合 π 型等效电路)。
三极管由两个PN构构成,而PN结是有电容效应的,如图所示。
信号频率不太高时(如低频、中频)→结电容容抗很大→可视为开路→结电容不影响拓宽倍数。当频率较高时→结电容容抗减小→其分流效果增大→集电极电流 i c 减小→ i c 与 i b 之比降低→三极管电流拓宽系数 β 将降低→拓宽倍数降低。一同,因为 i c 与 i b 之间存在相位差,拓宽倍数还会发作附加相移。
因而,信号处于低频和中频时,电流拓宽系数 β 是常数,高频时,电流拓宽系数 β 是频率 f 的函数,可标明为
β ˙ = β 0 1+j f f β
β 0 —中频时共射电流拓宽系数。 β ˙ 的模可标明为:
| β ˙ |= β 0 1+ ( f f β ) 2
其随频率改动的特性如图所示。
三极管的几个频率参数:
1、共射截止频率 f β
共射截止频率 f β : | β ˙ |= 1 2 β 0 ≈0.707 β 0 时所对应的频率。
2、特征频率 f T
特征频率 f T : | β ˙ |=1 时所对应的频率。
当信号频率 f> f T 时, | β ˙ |<1 ,三极管将无拓宽才华。所以不容许三极管作业在如此高的频率。特征频率 f T 与截止频率 f β 的联络如下:
1= β 0 1+ ( f T f β ) 2
一般 f T / f β >>1 ,所以 f T ≈ β 0 f β 。
3、共基截止频率 f α
由 α ˙ 与 β ˙ 的联络可知:
α ˙ = β ˙ 1+ β ˙
所以, α ˙ 也是频率 f 的函数,可标明为
α ˙ = α 0 1+j f f α ,
| α ˙ |= α 0 1+ ( f f α ) 2
共基截止频率 f α : | α ˙ |= 1 2 α 0 ≈0.707 α 0 时所对应得频率。
f α 、 f β 、 f T 三者的联络剖析如下:
α ˙ = β ˙ 1+ β ˙ = β 0 1+j f f β 1+ β 0 1+j f f β = β 0 1+ β 0 1+j f ( 1+ β 0 ) f β
∴ f α =( 1+ β 0 ) f β
可见, f α >> f β ,因而共基组态的高频特性比共射组态的好。
f α 、 f β 、 f T 三者的联络: f β < f T < f α 。
一般 β 0 >>1 , ∴ f α ≈ β 0 f β = f T 。
三极管的频率参数是挑选三极管的首要依据之一。一般,在恳求通频带比照宽的拓宽电路中,应选用高频管,即频率参数值较高的三极管。如对通频带没有分外恳求,可选用低频管。
4、三极管混合 π 型等效电路
1. 三极管混合 π 型等效电路
思考三极管极间电容后,三极管内部构造如图3.5(a)所示,其间:
C b'e —发射结等效电容;
C b'c —集电结等效电容;
r b'c —集电结反向电阻,其值很大,可视为开路;
r b'e —发射结正向电阻;
r bb' —基区体电阻电阻;
g m U ˙ b'e —发射结对集电极电流的操控造用, g m 称为跨导。
将 r b'c 视为开路,则可得三极管混合 π 型等效电路等效,如图3.5(b)所示。
2. 混合 π 型等效电路参数断定
低频和中频时,极间电容可不思考,此刻的混合 π 型等效电路如图3.6(a)所示。图3.6(b)为三极管微变等效电路。
比照图3.6(a)和(b)可得:
r be = r bb' + r b'e = r bb' +( 1+β ) 26(mV) I EQ (mA)
比照还可得:
g m U ˙ b'e = g m I b r b'e =β I b
g m = β I b I b r b'e = β r b'e = β β 26(mV) I EQ (mA)
C b'e 由下式核算:
5、简化的混合 π 型等效电路
在混合 π 型等效电路中, C b'c 跨接在 b ' 和 c 之间,将输入回路与输出回路直接联络起来,使电路的求解进程很杂乱。为此,可运用密勒定理将 C b'c 别离等效为 b ' 、 e 之间电容和 c 、 e 之间电容,如图3.7所示,其间 K= U ˙ ce / U ˙ b'e 。
推导进程:
I ′ = U ˙ b'e − U ˙ ce 1 jω C b'c = U ˙ b'e ( 1− U ˙ ce U ˙ b'e ) 1 jω C b'c
令 U ˙ ce U ˙ b'e =K ,则
I ' = U ˙ b'e ( 1−K ) 1 jω C b'c = U ˙ b'e 1 jω( 1−K ) C b'c
所以,从 b ' 、 e 两头看进入,可等效为 (1−K) C b'c 。
同理:
I " = U ˙ ce − U ˙ b'e 1 jω C b'c = U ˙ ce ( 1− 1 K ) 1 jω C b'c = U ˙ ce 1 jω ( K−1 K ) C b'c
所以,从 c 、 e 两头看进入,可等效为 ( K−1 ) K C b'c 。
终究得简化混合 π 型等效电路如图3.8所示。其间 C ' = C b'e +(1−K) C b'c
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