bjt 用小信号模型分析BJT

我们经常使用BJT作为一个简单的电气开关(正如我在前面的文章中描述的BJT开关/驱动器电路的快速分析)。这些应用侧重于晶体管的“大信号”状态，即决定晶体管工作模式的DC电流和电压，以及流入或流出其基极、集电极和发射极的总电流。
BJT还可以放大大幅度和小幅度信号，这些放大器的应用将我们引入“小信号”领域。该字段不能代替大信号条件；相反，小信号操作叠加在大信号操作上。我们使用大信号条件来偏置晶体管，由给定电路施加的偏置条件影响BJT的小信号行为。
小信号模型
在BJT偏差之后，我们可以专注于小信号操作。当我们用更简单的电路元件代替BJT时，小信号分析就更容易了。这些电路元件的功能与晶体管相同。请记住，这些模型仅与小信号操作相关，在建立大信号偏置条件之前，无法使用这些模型。
混合π模型
我们将讨论的第一个小信号模型称为混合π模型，它看起来像这样(对于NPN晶体管):

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如您所见，它有三个端子，分别对应BJT的底座、收集器和发射器。流入基极的电流由基极-发射极电压(V BE)和π决定，集电极电流由电流控制的电流源产生。就像大信号NPN一样，集电极电流流入集电极，基极电流流入基极，发射极电流流出发射极，就是基极电流和集电极电流之和。
集电极电流等于β倍不足为奇。I B由V BE和Rπ决定，这是偏置条件起作用的地方:
所以我们需要我的秒来确定我，我们必须有R π来确定剩下的秒，我们需要克米来确定r π，我们需要我的CBIAS(即大信号的集电极电流)来确定克米。
有可能这样你就可以直接从V计算出混合π模型BE重构出来给我。如果β和Km-[Rπ]被替换，那么I = I b Km-[R π = Km V BE。
t型
在某些情况下，您可能更喜欢使用以下混合π模型的替代方法:

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这叫t型。它看起来与混合π模型完全不同，但它们在所有情况下都是有效的，并且会产生相同的结果(只要你得到正确的数学)。对于t模型，还需要知道大信号集电极电流(计算g m)，因为电阻R E的计算公式如下:
您可以使用以下公式计算参数α:
α = β
β+ 1
α=ββ+1
和混合π模型一样，T模型可以用电压或电流作为变量来控制电流源。在t模型中，电流源的表达式要么是克米V BE(如上图)，要么是α I:

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使用模式
BJT小信号模型是电路图中BJT符号的直接替代品。确定偏置条件后，移除BJT，插入小信号模型，并将之前的基极、集电极和发射极节点连接到模型的基极、集电极和发射极端子。
下一步就不那么明显了:你需要用短路来替换每个DC电压源，每个DC电流源需要一个开路，因为这对应于它们在小信号工作环境中的行为。请注意，“电压轨”(例如，V CC，V DD)在原理图中仅作为电源电压出现，成为接地连接，因为轨实际上是一种简单的方法来绘制将一个端子连接到接地的正常电压源。
此时，您已经将电路从大信号转换为小信号，并准备继续标准电路分析程序。
考虑早期影响
如果你想要一个更全面的解释，我有一篇文章作为早期效果的介绍。然而，简而言之，早期效应指的是发生在BJT内部的现象，并且导致有源模式的集电极电流受到集电极电压的影响。更具体地说，集电极-发射极电压的增加导致集电极电流的增加。