第5部分二端口网络.ppt

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1、第5部分二端口网络 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 本章介绍二端口网络及其方程，二端口本章介绍二端口网络及其方程，二端口本章介绍二端口网络及其方程，二端口本章介绍二端口网络及其方程，二端口网络的网络的网络的网络的Z Z、Y Y、T(A)T(A)、HH参数矩阵以及参数参数矩阵以及参数参数矩阵以及参数参数矩阵以及参数之间的相互关系，二端口网络的连接和等之间的相互关系，二端口网络的连接和等之间的相互关系，二端口网络的连接和等之间的相互关系，二端口网络的连

2、接和等效。效。效。效。第第5章章 二端口网络二端口网络n n5.1二端口网络方程和参数二端口网络方程和参数n n5.2 二端口网络连接和等效二端口网络连接和等效5.1 二端口网络方程和参数二端口网络方程和参数 一个网络，不论其复杂与否，如果有一个网络，不论其复杂与否，如果有一个网络，不论其复杂与否，如果有一个网络，不论其复杂与否，如果有n n个端子可以个端子可以个端子可以个端子可以与外电路连接，则称为与外电路连接，则称为与外电路连接，则称为与外电路连接，则称为n n端网络，如图端网络，如图端网络，如图端网络，如图5.1(a)5.1(a)所示。如所示。如所示。如所示。如果有果有果有果有n n对端

3、子对端子对端子对端子(即有即有即有即有2 2n n个端子个端子个端子个端子)可以与外电路连接，且满可以与外电路连接，且满可以与外电路连接，且满可以与外电路连接，且满足端口条件足端口条件足端口条件足端口条件(即每一对端子，流入一个端子的电流恒等于即每一对端子，流入一个端子的电流恒等于即每一对端子，流入一个端子的电流恒等于即每一对端子，流入一个端子的电流恒等于流出另一个端子的电流流出另一个端子的电流流出另一个端子的电流流出另一个端子的电流)，则称为，则称为，则称为，则称为n n端口网络，如图端口网络，如图端口网络，如图端口网络，如图5.1(b)5.1(b)所示。仅有一个端口的网络称为一端口网络或所

4、示。仅有一个端口的网络称为一端口网络或所示。仅有一个端口的网络称为一端口网络或所示。仅有一个端口的网络称为一端口网络或单端口网络，如图单端口网络，如图单端口网络，如图单端口网络，如图5.1(c)5.1(c)所示。只有两个端口的网络称所示。只有两个端口的网络称所示。只有两个端口的网络称所示。只有两个端口的网络称为二端口网络或双端口网络，如图为二端口网络或双端口网络，如图为二端口网络或双端口网络，如图为二端口网络或双端口网络，如图5.1(d)5.1(d)所示，本章所示，本章所示，本章所示，本章讨论二端口网络。讨论二端口网络。讨论二端口网络。讨论二端口网络。图图图图5.1 5.1 端口网络框图端口网

5、络框图端口网络框图端口网络框图 研究二端口网络具有现实意义，有些比较复杂的网络，研究二端口网络具有现实意义，有些比较复杂的网络，研究二端口网络具有现实意义，有些比较复杂的网络，研究二端口网络具有现实意义，有些比较复杂的网络，其内部结构及元件的特性是无法完全知道的或难以确定的，其内部结构及元件的特性是无法完全知道的或难以确定的，其内部结构及元件的特性是无法完全知道的或难以确定的，其内部结构及元件的特性是无法完全知道的或难以确定的，而该而该而该而该网络的端口电压、电流及相互之间的关系可以通过一网络的端口电压、电流及相互之间的关系可以通过一网络的端口电压、电流及相互之间的关系可以通过一网络的端口电压

6、、电流及相互之间的关系可以通过一些参数表示，这些参数只取决于构成二端口本身的元件及些参数表示，这些参数只取决于构成二端口本身的元件及些参数表示，这些参数只取决于构成二端口本身的元件及些参数表示，这些参数只取决于构成二端口本身的元件及其连接方式。一旦确定二端口的参数后，当一个端口的电其连接方式。一旦确定二端口的参数后，当一个端口的电其连接方式。一旦确定二端口的参数后，当一个端口的电其连接方式。一旦确定二端口的参数后，当一个端口的电压、电流发生变化时，就能较容易得到另一个端口的电压、压、电流发生变化时，就能较容易得到另一个端口的电压、压、电流发生变化时，就能较容易得到另一个端口的电压、压、电流发生

7、变化时，就能较容易得到另一个端口的电压、电流的变化电流的变化电流的变化电流的变化。同时，还可以利用这些参数比较不同的二端。同时，还可以利用这些参数比较不同的二端。同时，还可以利用这些参数比较不同的二端。同时，还可以利用这些参数比较不同的二端口网络在传递电能和信号方面的性能，从而评价其质量。口网络在传递电能和信号方面的性能，从而评价其质量。口网络在传递电能和信号方面的性能，从而评价其质量。口网络在传递电能和信号方面的性能，从而评价其质量。二端口网络内部可以含独立电源、受控电源二端口网络内部可以含独立电源、受控电源二端口网络内部可以含独立电源、受控电源二端口网络内部可以含独立电源、受控电源。对于网

8、对于网对于网对于网络中既无独立电源、又无受控源，只含有线性电阻、电感络中既无独立电源、又无受控源，只含有线性电阻、电感络中既无独立电源、又无受控源，只含有线性电阻、电感络中既无独立电源、又无受控源，只含有线性电阻、电感和电容元件组成的网络称为无源线性二端口网络和电容元件组成的网络称为无源线性二端口网络和电容元件组成的网络称为无源线性二端口网络和电容元件组成的网络称为无源线性二端口网络。本章研。本章研。本章研。本章研究的二端口网络是含有线性电阻、电感、电容和线性受控究的二端口网络是含有线性电阻、电感、电容和线性受控究的二端口网络是含有线性电阻、电感、电容和线性受控究的二端口网络是含有线性电阻、电

9、感、电容和线性受控源的二端口网络，并不包含独立电源。源的二端口网络，并不包含独立电源。源的二端口网络，并不包含独立电源。源的二端口网络，并不包含独立电源。5.1.1 二端口网络的二端口网络的Z方程和方程和Z参数参数 n n图图图图5.25.2所示为一线性二端口网络，在分析中将按正弦稳所示为一线性二端口网络，在分析中将按正弦稳所示为一线性二端口网络，在分析中将按正弦稳所示为一线性二端口网络，在分析中将按正弦稳态情况考虑，并应用相量法。在输入端口态情况考虑，并应用相量法。在输入端口态情况考虑，并应用相量法。在输入端口态情况考虑，并应用相量法。在输入端口 和输出端和输出端和输出端和输出端口口口口 的

10、电压和电流分别表示为的电压和电流分别表示为的电压和电流分别表示为的电压和电流分别表示为 、，并规定电压和电流为关联参考方向。并规定电压和电流为关联参考方向。并规定电压和电流为关联参考方向。并规定电压和电流为关联参考方向。n n设端口电流设端口电流设端口电流设端口电流 和和和和 为已知，要求端口电压为已知，要求端口电压为已知，要求端口电压为已知，要求端口电压 和和和和 ，则可以用电流源则可以用电流源则可以用电流源则可以用电流源 和和和和 分别代替端口电流分别代替端口电流分别代替端口电流分别代替端口电流 和和和和 ，即即即即 、，如图，如图，如图，如图5.35.3所示。应用线性叠加原理，所示。应用

11、线性叠加原理，所示。应用线性叠加原理，所示。应用线性叠加原理，由两个电流源分别作用叠加求得由两个电流源分别作用叠加求得由两个电流源分别作用叠加求得由两个电流源分别作用叠加求得 和和和和 。图图5.2 5.2 线性二端口网络线性二端口网络 图图5.3 5.3 线性二端口网络线性二端口网络(5-1)(5-1)式式式式(5-1)(5-1)(5-1)(5-1)称称称称为为为为二二二二端端端端口口口口的的的的Z Z Z Z参参参参数数数数方方方方程程程程，式式式式 称称称称为为为为Z Z Z Z参参参参数数数数，这这这这些些些些参参参参数数数数具具具具有有有有阻阻阻阻抗抗抗抗的的的的性性性性质质质质，是

12、是是是与与与与网网网网络络络络内内内内部部部部结结结结构构构构和和和和参参参参数数数数有有有有关关关关而而而而与与与与外外外外部部部部电电电电路路路路无无无无关关关关的的的的一一一一组组组组参参参参数数数数，Z Z Z Z参参参参数数数数可可可可按按按按下下下下述方法计算或由实验测量求得述方法计算或由实验测量求得述方法计算或由实验测量求得述方法计算或由实验测量求得 上式还可以写成如下的矩阵形式：上式还可以写成如下的矩阵形式：上式还可以写成如下的矩阵形式：上式还可以写成如下的矩阵形式：其中其中其中其中 Z Z (5-4)(5-4)称为二端口的称为二端口的称为二端口的称为二端口的Z Z参数矩阵，也

13、称开路阻抗矩阵。参数矩阵，也称开路阻抗矩阵。参数矩阵，也称开路阻抗矩阵。参数矩阵，也称开路阻抗矩阵。（5-2）Z Z1111是是是是输输输输出出出出端端端端口口口口开开开开路路路路时时时时，输输输输入入入入端端端端口口口口的入端阻抗；的入端阻抗；的入端阻抗；的入端阻抗；Z Z2121是是是是输输输输出出出出端端端端口口口口开开开开路路路路时时时时，输输输输出出出出端端端端口口口口电压对输入端口电流的转移阻抗；电压对输入端口电流的转移阻抗；电压对输入端口电流的转移阻抗；电压对输入端口电流的转移阻抗；Z Z1212是是是是输输输输入入入入端端端端口口口口开开开开路路路路时时时时，输输输输入入入入端

14、端端端口口口口电压对输出端口电流的转移阻抗；电压对输出端口电流的转移阻抗；电压对输出端口电流的转移阻抗；电压对输出端口电流的转移阻抗；Z Z2222是是是是输输输输入入入入端端端端口口口口开开开开路路路路时时时时，输输输输出出出出端端端端口口口口的入端阻抗。的入端阻抗。的入端阻抗。的入端阻抗。例例例例5-15-1 图图图图5.45.4为电阻网络，求该二端口网络的为电阻网络，求该二端口网络的为电阻网络，求该二端口网络的为电阻网络，求该二端口网络的Z Z参数矩阵。参数矩阵。参数矩阵。参数矩阵。解解解解：由式：由式：由式：由式(5-2)(5-2)得得得得 Z Z参数矩阵：参数矩阵：参数矩阵：参数矩阵

15、：图图图图5.4 5.4 例例例例5-15-1图图图图5.1.2二端口网络的二端口网络的Y Y方程和方程和Y Y参数参数 设两个端口电压设两个端口电压设两个端口电压设两个端口电压 和和和和 为已知，要求端口电流为已知，要求端口电流为已知，要求端口电流为已知，要求端口电流 和和和和 ，则可以用独立电压源，则可以用独立电压源，则可以用独立电压源，则可以用独立电压源 和和和和 分别代替端口电压分别代替端口电压分别代替端口电压分别代替端口电压 和和和和 ，即，即，即，即 、，如图，如图，如图，如图5.5(a)5.5(a)所示。应用线所示。应用线所示。应用线所示。应用线性叠加原理，由两个电压源分别作用叠

16、加求得电流性叠加原理，由两个电压源分别作用叠加求得电流性叠加原理，由两个电压源分别作用叠加求得电流性叠加原理，由两个电压源分别作用叠加求得电流 和和和和 ，如图，如图，如图，如图5.5(b)5.5(b)、图、图、图、图5.5(c)5.5(c)所示，则有所示，则有所示，则有所示，则有图图图图5.5 Y5.5 Y5.5 Y5.5 Y参数方程参数方程参数方程参数方程 式式式式(5-5)(5-5)(5-5)(5-5)称称称称为为为为Y Y Y Y参参参参数数数数方方方方程程程程，式式式式中中中中 称称称称为为为为Y Y Y Y参参参参数数数数，这这这这些些些些参参参参数数数数具具具具有有有有导导导导纳

17、纳纳纳的的的的性性性性质质质质，是是是是与与与与网网网网络络络络内内内内部部部部结结结结构构构构和和和和参参参参数数数数有有有有关关关关而而而而与与与与外外外外部部部部电电电电路路路路无无无无关关关关的的的的一一一一组组组组参参参参数数数数，Y Y Y Y参参参参数数数数可可可可按按按按下下下下述述述述方方方方法法法法计计计计算算算算或用实验测量求，其矩阵形式为或用实验测量求，其矩阵形式为或用实验测量求，其矩阵形式为或用实验测量求，其矩阵形式为其中其中其中其中 (5-8)(5-8)称为二端口的称为二端口的称为二端口的称为二端口的Y Y参数矩阵，也称短路导纳矩阵。参数矩阵，也称短路导纳矩阵。参数

18、矩阵，也称短路导纳矩阵。参数矩阵，也称短路导纳矩阵。(5-5)(5-5)Y11Y11是输出端口短路时，输入是输出端口短路时，输入是输出端口短路时，输入是输出端口短路时，输入端口的入端导纳；端口的入端导纳；端口的入端导纳；端口的入端导纳；Y21Y21是输出端口短路时，输出是输出端口短路时，输出是输出端口短路时，输出是输出端口短路时，输出端口电流对输入端口电压的转端口电流对输入端口电压的转端口电流对输入端口电压的转端口电流对输入端口电压的转移导纳；移导纳；移导纳；移导纳；Y12Y12是输入端口短路时，输入是输入端口短路时，输入是输入端口短路时，输入是输入端口短路时，输入端口电流对输出端口电压的转端

19、口电流对输出端口电压的转端口电流对输出端口电压的转端口电流对输出端口电压的转移导纳；移导纳；移导纳；移导纳；Y22Y22是输入端口短路时，输出是输入端口短路时，输出是输入端口短路时，输出是输入端口短路时，输出端口的入端导纳。端口的入端导纳。端口的入端导纳。端口的入端导纳。对对对对于于于于同同同同一一一一二二二二端端端端口口口口网网网网络络络络，Z Z参参参参数数数数矩矩矩矩阵阵阵阵和和和和Y Y参数矩阵的关系互为逆关系，即参数矩阵的关系互为逆关系，即参数矩阵的关系互为逆关系，即参数矩阵的关系互为逆关系，即 例例5-25-2 求图求图5.6(a)5.6(a)所示二端口的所示二端口的Y Y参数矩阵

20、。参数矩阵。解解：这个端口的结构比较简单，是一个：这个端口的结构比较简单，是一个 形电路。如图形电路。如图5.6(b)5.6(b)所示，把端口短路所示，把端口短路 ，在端口，在端口 上外加电压上外加电压 ，可求得，可求得图图图图5.6 5.6 例例例例5-25-2图图图图式中式中式中式中 前有负号是由指定的电流和电压参考方向造成的。根前有负号是由指定的电流和电压参考方向造成的。根前有负号是由指定的电流和电压参考方向造成的。根前有负号是由指定的电流和电压参考方向造成的。根据定义可求得据定义可求得据定义可求得据定义可求得 同样，把端口同样，把端口同样，把端口同样，把端口 短路，并在端口短路，并在端

21、口短路，并在端口短路，并在端口 上外施电压上外施电压上外施电压上外施电压 ，则可，则可，则可，则可得到得到得到得到 由此可见，由此可见，由此可见，由此可见，例例例例5-35-35-35-3 求图求图求图求图5.75.75.75.7所示二端口的所示二端口的所示二端口的所示二端口的Y Y Y Y参数矩阵。参数矩阵。参数矩阵。参数矩阵。解解解解：把端口：把端口：把端口：把端口 短路，在端口短路，在端口短路，在端口短路，在端口 上外加电压上外加电压上外加电压上外加电压 ，这时可，这时可，这时可，这时可求得求得求得求得图图图图5.7 5.7 5.7 5.7 例例例例5-35-35-35-3图图图图于是，

22、可得于是，可得于是，可得于是，可得同理，把端口同理，把端口同理，把端口同理，把端口 短路，即令短路，即令短路，即令短路，即令 ，这时受控源的电流也，这时受控源的电流也，这时受控源的电流也，这时受控源的电流也等于零，故得等于零，故得等于零，故得等于零，故得可见，在这种情况下可见，在这种情况下可见，在这种情况下可见，在这种情况下 。5.1.3 二端口网络的二端口网络的T方程和方程和T参数参数 当研究信号从输入端口到输出端口传输的有关问题时，当研究信号从输入端口到输出端口传输的有关问题时，通常以输出端通常以输出端 和和 为自变量，以输入端为自变量，以输入端 和和 为因为因变量比较方便。由变量比较方便

23、。由Z参数方程可得参数方程可得 (5-9)式中式中 。将上式中的各系数分别用。将上式中的各系数分别用A、B、C、D来表示，则有一般形式来表示，则有一般形式 上式称为二端口网络的上式称为二端口网络的上式称为二端口网络的上式称为二端口网络的T T参数方程，又称为传输参数参数方程，又称为传输参数参数方程，又称为传输参数参数方程，又称为传输参数方程或方程或方程或方程或AA参数方程。参数方程。参数方程。参数方程。T T参数方程中之所以写成参数方程中之所以写成参数方程中之所以写成参数方程中之所以写成 ，是因，是因，是因，是因为为为为 的参考方向规定为流入网络，而在用的参考方向规定为流入网络，而在用的参考方

24、向规定为流入网络，而在用的参考方向规定为流入网络，而在用T T参数方程分参数方程分参数方程分参数方程分析问题时，以流出网络为方便，如图析问题时，以流出网络为方便，如图析问题时，以流出网络为方便，如图析问题时，以流出网络为方便，如图5.85.8所示。所示。所示。所示。(5-10)(5-10)图图图图5.8 T5.8 T参数方程参数方程参数方程参数方程T T参数方程的矩阵形式为参数方程的矩阵形式为参数方程的矩阵形式为参数方程的矩阵形式为:T T参数可以通过两个端口的开路和短路两种状态参数可以通过两个端口的开路和短路两种状态参数可以通过两个端口的开路和短路两种状态参数可以通过两个端口的开路和短路两种

25、状态分析计算或测量获得，分析计算或测量获得，分析计算或测量获得，分析计算或测量获得，其中其中其中其中AA、DD无量纲；无量纲；无量纲；无量纲；BB具有阻具有阻具有阻具有阻抗性质，量纲为欧姆；抗性质，量纲为欧姆；抗性质，量纲为欧姆；抗性质，量纲为欧姆；C C具有导纳的性质，量纲为西具有导纳的性质，量纲为西具有导纳的性质，量纲为西具有导纳的性质，量纲为西门子。门子。门子。门子。A A A A 是输出端开路时电压比；是输出端开路时电压比；是输出端开路时电压比；是输出端开路时电压比；B B B B是输出端短路时转移阻抗；是输出端短路时转移阻抗；是输出端短路时转移阻抗；是输出端短路时转移阻抗；C C C

26、 C是输出端开路时转移导纳；是输出端开路时转移导纳；是输出端开路时转移导纳；是输出端开路时转移导纳；D D D D是输出端短路时的电流比。是输出端短路时的电流比。是输出端短路时的电流比。是输出端短路时的电流比。例例例例5-45-4 图图图图5.95.9所示为一所示为一所示为一所示为一RCRC网络，试求其网络，试求其网络，试求其网络，试求其T T矩阵。矩阵。矩阵。矩阵。解解解解：所以所以所以所以 图图图图5.9 5.9 例例例例5-45-4图图图图 若若若若已已已已知知知知二二二二端端端端口口口口网网网网络络络络的的的的 和和和和 ，求求求求 和和和和 时时时时，则则则则二二二二端口网络的特征方

27、程为端口网络的特征方程为端口网络的特征方程为端口网络的特征方程为 上式称为二端口网络的上式称为二端口网络的上式称为二端口网络的上式称为二端口网络的H H H H参数方程。系数参数方程。系数参数方程。系数参数方程。系数 H H H H11111111、H H H H12121212、H H H H21212121、H H H H22222222称为二端口网络的称为二端口网络的称为二端口网络的称为二端口网络的H H H H参数，其中参数，其中参数，其中参数，其中H H H H12121212、H H H H21212121无量纲；无量纲；无量纲；无量纲；H H H H11111111具有阻抗性质，

28、量纲为欧姆；具有阻抗性质，量纲为欧姆；具有阻抗性质，量纲为欧姆；具有阻抗性质，量纲为欧姆；H H H H22222222具有导纳的性质，具有导纳的性质，具有导纳的性质，具有导纳的性质，量纲为西门子量纲为西门子量纲为西门子量纲为西门子。5.1.4 二端口网络的二端口网络的H方程和方程和H参数参数(5-14)H H H H参数可以通过二端口网络的出口短路和入口开路参数可以通过二端口网络的出口短路和入口开路参数可以通过二端口网络的出口短路和入口开路参数可以通过二端口网络的出口短路和入口开路来分析计算或测量来确定。来分析计算或测量来确定。来分析计算或测量来确定。来分析计算或测量来确定。H H H H1

29、1111111是是是是输输输输出出出出端端端端短短短短路路路路时时时时，输输输输入入入入端端端端的的的的入入入入端端端端阻阻阻阻抗抗抗抗。在在在在晶晶晶晶体体体体管管管管电电电电路路路路中中中中称称称称为为为为晶晶晶晶体体体体管管管管的输入电阻；的输入电阻；的输入电阻；的输入电阻；H H H H12121212是是是是输输输输入入入入端端端端开开开开路路路路时时时时，输输输输入入入入与与与与输输输输出出出出端端端端的的的的电电电电压压压压之之之之比比比比。在在在在晶晶晶晶体体体体管管管管电电电电路路路路中中中中称称称称为为为为晶晶晶晶体体体体管管管管的的的的内内内内部部部部电电电电压压压压反反

30、反反馈馈馈馈系系系系数数数数或或或或反反反反向向向向电电电电压压压压传输比；传输比；传输比；传输比；H H H H21212121是是是是输输输输出出出出端端端端短短短短路路路路时时时时，输输输输出出出出端端端端与与与与输输输输入入入入端端端端电电电电流流流流之之之之比比比比。在在在在晶晶晶晶体体体体管管管管电电电电路路路路中中中中称称称称为为为为晶体管的电流放大倍数或电流增益。晶体管的电流放大倍数或电流增益。晶体管的电流放大倍数或电流增益。晶体管的电流放大倍数或电流增益。H H H H22222222输输输输入入入入端端端端开开开开路路路路时时时时，输输输输出出出出端端端端的的的的入入入入端

31、端端端导导导导纳纳纳纳。在在在在晶晶晶晶体体体体管管管管电电电电路路路路中中中中称称称称为为为为晶晶晶晶体体体体管管管管的的的的输出电导。输出电导。输出电导。输出电导。在在在在式式式式(5-14)(5-14)中中中中的的的的HH参参参参数数数数具具具具有有有有阻阻阻阻抗抗抗抗、导导导导纳纳纳纳量量量量纲纲纲纲，还还还还有有有有量量量量纲纲纲纲为为为为1 1的的的的电电电电压压压压比比比比值值值值和和和和电电电电流流流流比比比比值值值值，因因因因此此此此又又又又称称称称混混混混合合合合参参参参数数数数。式式式式(5-14)(5-14)可写成矩阵形式，即可写成矩阵形式，即可写成矩阵形式，即可写成矩

32、阵形式，即其中其中其中其中例例例例5-55-55-55-5 求图求图求图求图5.10(a)5.10(a)5.10(a)5.10(a)所示二端口网络的所示二端口网络的所示二端口网络的所示二端口网络的H H H H参数。参数。参数。参数。解解解解：在输入端口加，输出端口短接，如图：在输入端口加，输出端口短接，如图：在输入端口加，输出端口短接，如图：在输入端口加，输出端口短接，如图5.10(b)5.10(b)5.10(b)5.10(b)所示，则所示，则所示，则所示，则有有有有图图图图5.10 5.10 例例例例5-55-5图图图图将输入端口断路，根据定义得将输入端口断路，根据定义得将输入端口断路，根

33、据定义得将输入端口断路，根据定义得 另外，也可以利用网孔法列另外，也可以利用网孔法列另外，也可以利用网孔法列另外，也可以利用网孔法列KVLKVL方程，或用节点法列方程，或用节点法列方程，或用节点法列方程，或用节点法列电流方程，最后整理成电流方程，最后整理成电流方程，最后整理成电流方程，最后整理成HH参数基本方程形式，可以得到同参数基本方程形式，可以得到同参数基本方程形式，可以得到同参数基本方程形式，可以得到同样的解。样的解。样的解。样的解。例例例例5-65-65-65-6 图图图图5.115.115.115.11为一晶体管在小信号条件工作下的为一晶体管在小信号条件工作下的为一晶体管在小信号条件

34、工作下的为一晶体管在小信号条件工作下的H H H H参数等效参数等效参数等效参数等效电路，求其电路，求其电路，求其电路，求其H H H H参数。参数。参数。参数。解解解解：根据：根据：根据：根据H H H H参数的定义，求得参数的定义，求得参数的定义，求得参数的定义，求得图图图图5.11 5.11 5.11 5.11 晶体管的晶体管的晶体管的晶体管的H H H H参数等效电路参数等效电路参数等效电路参数等效电路 R R R R1 1 1 1相当于晶体管的输入电阻相当于晶体管的输入电阻相当于晶体管的输入电阻相当于晶体管的输入电阻r rbebebebe，是晶体管的电流是晶体管的电流是晶体管的电流是

35、晶体管的电流放大倍数，这是晶体管常用的两个重要参数放大倍数，这是晶体管常用的两个重要参数放大倍数，这是晶体管常用的两个重要参数放大倍数，这是晶体管常用的两个重要参数。同一二端口网络可以用不同参数矩阵来表示其端口同一二端口网络可以用不同参数矩阵来表示其端口同一二端口网络可以用不同参数矩阵来表示其端口同一二端口网络可以用不同参数矩阵来表示其端口的特征。具体采用哪种矩阵参数进行分析和计算要根据的特征。具体采用哪种矩阵参数进行分析和计算要根据的特征。具体采用哪种矩阵参数进行分析和计算要根据的特征。具体采用哪种矩阵参数进行分析和计算要根据实际需要而定，实际需要而定，实际需要而定，实际需要而定，如在电子技

36、术领域中通常用如在电子技术领域中通常用如在电子技术领域中通常用如在电子技术领域中通常用H H H H参数矩阵来参数矩阵来参数矩阵来参数矩阵来表示晶体管的输入输出特性，测试也非常方便；而电力表示晶体管的输入输出特性，测试也非常方便；而电力表示晶体管的输入输出特性，测试也非常方便；而电力表示晶体管的输入输出特性，测试也非常方便；而电力与电信领域中通常用与电信领域中通常用与电信领域中通常用与电信领域中通常用T T T T参数矩阵来表示输入、输出端口电参数矩阵来表示输入、输出端口电参数矩阵来表示输入、输出端口电参数矩阵来表示输入、输出端口电压、电流等。各种不同参数矩阵可以进行相互转换，二压、电流等。各

37、种不同参数矩阵可以进行相互转换，二压、电流等。各种不同参数矩阵可以进行相互转换，二压、电流等。各种不同参数矩阵可以进行相互转换，二端口网络的参数矩阵转换见表端口网络的参数矩阵转换见表端口网络的参数矩阵转换见表端口网络的参数矩阵转换见表5.15.15.15.1。5.2 二端口网络的连接与等效二端口网络的连接与等效 如果把一个复杂的二端口分解为若干个简单的二端如果把一个复杂的二端口分解为若干个简单的二端如果把一个复杂的二端口分解为若干个简单的二端如果把一个复杂的二端口分解为若干个简单的二端口，并按某种方式连接而成，从而使电路得到简化口，并按某种方式连接而成，从而使电路得到简化口，并按某种方式连接而

38、成，从而使电路得到简化口，并按某种方式连接而成，从而使电路得到简化。同时，。同时，。同时，。同时，在设计和实现一个复杂的二端口时，也可以用简单的二端在设计和实现一个复杂的二端口时，也可以用简单的二端在设计和实现一个复杂的二端口时，也可以用简单的二端在设计和实现一个复杂的二端口时，也可以用简单的二端口作为口作为口作为口作为“积木块积木块积木块积木块”，把其按一定方式连接成具有所需特性，把其按一定方式连接成具有所需特性，把其按一定方式连接成具有所需特性，把其按一定方式连接成具有所需特性的二端口。一般来说，设计简单的部分电路并加以连接要的二端口。一般来说，设计简单的部分电路并加以连接要的二端口。一般

39、来说，设计简单的部分电路并加以连接要的二端口。一般来说，设计简单的部分电路并加以连接要比直接设计一个复杂的整体电路容易些。因此讨论二端口比直接设计一个复杂的整体电路容易些。因此讨论二端口比直接设计一个复杂的整体电路容易些。因此讨论二端口比直接设计一个复杂的整体电路容易些。因此讨论二端口的连接问题具有重要意义。二端口的连接形式有的连接问题具有重要意义。二端口的连接形式有的连接问题具有重要意义。二端口的连接形式有的连接问题具有重要意义。二端口的连接形式有串联、并串联、并串联、并串联、并联和级联联和级联联和级联联和级联。5.2.1 二端口网络的串联二端口网络的串联二端口网络串联电路如图二端口网络串联

40、电路如图二端口网络串联电路如图二端口网络串联电路如图5.125.125.125.12所示。当两个无源二所示。当两个无源二所示。当两个无源二所示。当两个无源二端口网络端口网络端口网络端口网络 和和和和 串联时，根据两者的串联时，根据两者的串联时，根据两者的串联时，根据两者的Z Z Z Z参数方程，可得参数方程，可得参数方程，可得参数方程，可得图图图图5.12 5.12 无源双端口网络的串联无源双端口网络的串联无源双端口网络的串联无源双端口网络的串联又根据串联的特点，有又根据串联的特点，有又根据串联的特点，有又根据串联的特点，有 故故故故 写成矩阵形式写成矩阵形式写成矩阵形式写成矩阵形式5.2.2

41、 二端口网络的并联二端口网络的并联 二端口网络并联电路如图二端口网络并联电路如图5.13所示，所示，两个二端口对应的输入、输出电压两个二端口对应的输入、输出电压相同，即相同，即 、；总端口的电流等于分端口的电流之总端口的电流等于分端口的电流之和，即和，即 、。若设若设P1和和P2的的Y参数矩阵分别为参数矩阵分别为图图图图5.13 5.13 无源双端口网络的并联无源双端口网络的并联无源双端口网络的并联无源双端口网络的并联 则应有则应有则应有则应有 其中其中其中其中Y Y Y Y为和两个二端口并联后总的参数矩阵，为和两个二端口并联后总的参数矩阵，为和两个二端口并联后总的参数矩阵，为和两个二端口并联

42、后总的参数矩阵，Y Y Y Y与和的与和的与和的与和的Y Y Y Y参数矩阵的关系为参数矩阵的关系为参数矩阵的关系为参数矩阵的关系为 (5-19)(5-19)(5-19)(5-19)二端口网络级联电路如图二端口网络级联电路如图二端口网络级联电路如图二端口网络级联电路如图5.145.145.145.14所示，设二端口网络所示，设二端口网络所示，设二端口网络所示，设二端口网络和的和的和的和的T T T T参数矩阵分别为参数矩阵分别为参数矩阵分别为参数矩阵分别为5.2.3 二端口网络的级联二端口网络的级联图图图图5.14 5.14 双端口网络级联双端口网络级联双端口网络级联双端口网络级联 则有则有则

43、有则有 根据级联的特点有根据级联的特点有根据级联的特点有根据级联的特点有 所以有所以有所以有所以有 级联后二端口与和的级联后二端口与和的级联后二端口与和的级联后二端口与和的T T T T参数矩阵的关系为参数矩阵的关系为参数矩阵的关系为参数矩阵的关系为 (5-20)(5-20)(5-20)(5-20)作为级联知识的应用，下面介绍包含回转器电路的分析作为级联知识的应用，下面介绍包含回转器电路的分析作为级联知识的应用，下面介绍包含回转器电路的分析作为级联知识的应用，下面介绍包含回转器电路的分析方法。方法。方法。方法。回转器是一种新型的二端口元件回转器是一种新型的二端口元件回转器是一种新型的二端口元件

44、回转器是一种新型的二端口元件，电路符号如图，电路符号如图，电路符号如图，电路符号如图5.155.155.155.15所所所所示。其定义为示。其定义为示。其定义为示。其定义为 图图图图5.15 5.15 回转器的符号回转器的符号回转器的符号回转器的符号(5-21)(5-21)式中，式中，式中，式中，G G G G为回转电导。观察式为回转电导。观察式为回转电导。观察式为回转电导。观察式(5-21)(5-21)(5-21)(5-21)可知，其可知，其可知，其可知，其T T T T参数矩阵为：参数矩阵为：参数矩阵为：参数矩阵为：(5-22)(5-22)(5-22)(5-22)回转器的用途很多，例如可以

45、实现浮地电感。在图回转器的用途很多，例如可以实现浮地电感。在图回转器的用途很多，例如可以实现浮地电感。在图回转器的用途很多，例如可以实现浮地电感。在图5.165.165.165.16中，可以将电路看成两个回转器和一个电容的级联，中，可以将电路看成两个回转器和一个电容的级联，中，可以将电路看成两个回转器和一个电容的级联，中，可以将电路看成两个回转器和一个电容的级联，3 3 3 3个元个元个元个元件的件的件的件的T T T T参数矩阵连乘，即可得到整个网络的参数矩阵连乘，即可得到整个网络的参数矩阵连乘，即可得到整个网络的参数矩阵连乘，即可得到整个网络的T T T T矩阵。矩阵。矩阵。矩阵。根据级联

46、关系，图根据级联关系，图根据级联关系，图根据级联关系，图5.16(a)5.16(a)5.16(a)5.16(a)的的的的T T T T矩阵为矩阵为矩阵为矩阵为 而图而图而图而图5.16(b)5.16(b)5.16(b)5.16(b)浮地电感的浮地电感的浮地电感的浮地电感的T T T T矩阵与上式相同，所以满足等矩阵与上式相同，所以满足等矩阵与上式相同，所以满足等矩阵与上式相同，所以满足等效关系。效关系。效关系。效关系。图图图图5.16 5.16 用回转器实现浮地电感用回转器实现浮地电感用回转器实现浮地电感用回转器实现浮地电感 5.2.4 二端口网络的等效二端口网络的等效1.1.1.1.二端口网

47、络两种等效电路二端口网络两种等效电路二端口网络两种等效电路二端口网络两种等效电路 二端口网络的等效电路必须和原网络具有相同的外特性。二端口网络的等效电路必须和原网络具有相同的外特性。二端口网络的等效电路必须和原网络具有相同的外特性。二端口网络的等效电路必须和原网络具有相同的外特性。满足互易特性的无源线性二端口网络，有满足互易特性的无源线性二端口网络，有满足互易特性的无源线性二端口网络，有满足互易特性的无源线性二端口网络，有3 3 3 3个独立的参数，个独立的参数，个独立的参数，个独立的参数，所以可由所以可由所以可由所以可由3 3 3 3个阻抗或个阻抗或个阻抗或个阻抗或3 3 3 3个导纳组成等

48、效电路，这种网络有个导纳组成等效电路，这种网络有个导纳组成等效电路，这种网络有个导纳组成等效电路，这种网络有T T T T形形形形电路或电路或电路或电路或 形电路形电路形电路形电路，如图，如图，如图，如图5.175.175.175.17所示。所示。所示。所示。图图图图5.17 5.17 二端口网络的等效电路二端口网络的等效电路二端口网络的等效电路二端口网络的等效电路图图图图5.17(a)5.17(a)5.17(a)5.17(a)所示电路是所示电路是所示电路是所示电路是T T T T形网络，其形网络，其形网络，其形网络，其Z Z Z Z参数可由式参数可由式参数可由式参数可由式(5-1)(5-1)

49、(5-1)(5-1)算算算算出：出：出：出：如果给定如果给定如果给定如果给定Z Z Z Z参数，由上述关系式便可推出参数，由上述关系式便可推出参数，由上述关系式便可推出参数，由上述关系式便可推出T T T T形等效电路的形等效电路的形等效电路的形等效电路的3 3 3 3个元件表达式为个元件表达式为个元件表达式为个元件表达式为 (5-23)(5-23)(5-23)(5-23)图图图图5.17(b)5.17(b)5.17(b)5.17(b)所示电路是所示电路是所示电路是所示电路是 形网络，其形网络，其形网络，其形网络，其Y Y Y Y参数可由式参数可由式参数可由式参数可由式(5-6)(5-6)(5

50、-6)(5-6)算出算出算出算出如果给定如果给定如果给定如果给定Y Y Y Y参数，由上述关系式便可推出参数，由上述关系式便可推出参数，由上述关系式便可推出参数，由上述关系式便可推出 形等效电路的形等效电路的形等效电路的形等效电路的3 3 3 3个元件表达式为：个元件表达式为：个元件表达式为：个元件表达式为：(5-24)(5-24)(5-24)(5-24)等效网络元件也可以用其他参数表示，但需从其他参数方等效网络元件也可以用其他参数表示，但需从其他参数方等效网络元件也可以用其他参数表示，但需从其他参数方等效网络元件也可以用其他参数表示，但需从其他参数方程式推导得出。程式推导得出。程式推导得出。