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模拟电路设计系列讲座十二:三极管高频等效模型

上一节重点介绍了三极管的低频等效模型-“hybrid-pi”模型,低频等效模型其实并不完善,因为这一模型没有任何带宽的限制,只适用于低频运行下的近似分析。这一节我们将进一步考虑给三极管带来带宽限值的寄生参数,从而对hybrid-pi低频等效模型进行完善。

我们知道任何的PN结都会存在结电容,因此我们可以预见到三极管的base-emitter和base-collector都存在着结电容,这些结电容会随着PN结之间的电压而变化。

另外由前面章节我们知道三极管base-emitter之间存储的电荷会随着Vbe之间的偏置电压的变化而变化,Vbe增加,Base存储的电荷就会增多,base-emitter之间存储电荷的变化可以等效成结电容的变化。

因此我们得到三极管的高频等效模型如下:    

其中:

Cje: Base-emitter之间的耗尽型电容

Cb: Base极扩散电容

Cjc: Base-collector之间的耗尽型电容

接下来我们对上述三极管高频等效模型进行一些优化和修改。

1)把Cb与Cje统一成单一的结电容CΠ

2)把Cjc重新命名为Cμ

3)增加基极等效电阻rx

最后的高频等效如下:

那么我们怎样从规格书中得到CΠ和Cμ那?Cμ相对简单,它就是base-collector之间的结电容。我们先要知道base-collector之间的结电压,然后根据结电容与结电压之间的曲线决定出Cμ。

CΠ相对复杂,我们需要间接得到CΠ。一般来说,三极管的规格书中会给出电流增益-带宽曲线图,从此图中我们能够得出电流增益为1的频率点ωT。

进一步由三极管高频等效模型推导电流增益-带宽 fT。

近似得出:

从而:

因此,我们可以利用如下关系式得到三极管的等效电容参数CΠ和Cμ。

下一节我们将介绍三极管规格书上的一些重要参数。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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