xukun977 发表于 2020-3-14 22:09

混合pi模型的参数确定和计算



前几天有个网友的问题,因为最近几天被流氓缠上了,没来的及回复,明天抽空详细说明一下。

这位网友在群里发个晶体管电路,说计算出来的输入阻抗,和仿真结果相差较大,我们这里详细说明一下如何更准确的计算。


这里先看一下晶体管的混合Π模型:



请注意图中各个参数的数值,虽然不同的管子的参数是变化的,但是对于通用小信号放大管,参数一般是同一个量级的。
据此,我们在计算的时候,可以准确地近似,进而简化计算。
所以请留意一下模型中各个参数。



xukun977 发表于 2020-3-14 22:13

本帖最后由 xukun977 于 2020-3-14 22:21 编辑

我当时在群里说了,直流仿真过后,你要给出晶体管的直流工作点和小信号参数,例如下图:






这里面是大写字母,对应于我上面给的混合Π模型,GM对gm,RPI对应于rΠ,RX对应于rx,RO对应ro,CBE对应于CΠ,CBC对应于cu,    CJS=0,忽略

xukun977 发表于 2020-3-15 20:51


第一个参数:跨导GM

gm定义为集电极电流的变化,对BE电压的变化之比,可通过iC对vBE求导得到:





gm正比于其集电极电流,电流翻倍,则跨导翻倍。
换句话说,gm/iC=1/VT=定值|在一定温度下

所以说,跨导这个概念非常重要,对于CMOS模拟集成电路设计,采用的是gm/ID设计方法。



xukun977 发表于 2020-3-15 21:01



第二个参数RPI

rΠ的定义为:





因为跨导gm正比于集电极电流IC,所以rΠ反比于IC!

xukun977 发表于 2020-3-15 21:14


第三个参数,输出阻抗ro





输出阻抗是输出特性曲线的斜率,也等于厄利电压和IC之比。


请注意,在SPICE中,厄利电压有两个,正向厄利电压为VAF,反向厄利电压为VAR:






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