TPS54360DDAR图4.7.7 BJT两种模型在低频时的比较,(a)简化混合∏形模型在低频时的形式 (b)BJT的H参数低频小信号简化模型

比较图4.7.7所示的两个模型,可得以下关系:

输入田路有       rbc=rbb+rbje

ybc=rbrbe

而         rbe=(1+b0)vt/ieq      (⒋7.12)

需要说明的是,上式中的b。是指低频情况下的电流放大系数,通常器件′手册中所给的b就是刀0。

输出回路有       gm ybe=bofb

即                  grbrb`e=borb

故有gm=T=0(1+b0) (4,7,13)

由式(4.7.12)、(4.7.13)可知,BJT高频小信号模型中也要采用0点上的参数。

高频小信号模型中的电容cbc一般在2~10 pF范围内,在近似估算时,可用器件手册中提供的C。b代替。C。b是BJT接成共基极形式且发射极开路时,集电极一基极间的结电容。而电容Cbc可由下式计算得到

cb≈gm/2tft     (4714)

式中特征频率而可查器件手册得到。在稍后的分析中可以得知式(4.7.14)的

由来。

BJT的频率参数,由图4.7,6所示的BJT混合Π形模型可以看出,电容Cb`e和Cb`c会对BJT的电流放大能力,即电流放大系数卩产生频率效应。在高频情况下,若注入基极的交流电流`b的大小不变,则随着信号频率的增加,b′-e间的阻抗将减小,电压ybe的幅值将减小,相移将增大,从而引起集电极电流re的大小随|ybe|而线性下降,并产生相同的相移。由此可知,BJT的电流放大系数b是频率的函数。

由4.3.2节可知可写成根据式(4.7.15),将混合∏形模型中c、e输出端短路,则得图4.7.8。由此图可见,集电极短路电流为

Jc=(gm-jωCb`c)I′b`e             (4.7.16)

由式(4.7.16)和(4.7,17)可得卩的表达式

ui=+jω(cb`e+t'b`c`                (4,7.17)

在图4.7,8所示模型的有效频率范围内,gm>ωCbc,因而有由式(4.7.13)中gmrbe=b0的关系,得1+jv)(Cb`e+cb`t)rb.e

其幅频特性和相频特性的表达式为

2π(Cble+cb`c)rb`e

屁称为BJT的共射极截止频率,是使下降为0.7070时的信号频率,其值主要决定于管子的结构。图4.7.9是b的波特图。图中无称为BJT的特征频率,是使|卩|下降到0 dB(即阳|=1)时的信号频率。.拜与BJT的制造工艺有关,其值在器件手册

中可以查到,一般约在(300~1000)MHz。采用先进工艺,目前已可高达几个GHz(吉赫)。