晶體管和 脈寬調(diào)制開(kāi)關(guān) ，功率轉(zhuǎn)換器的核心電路，具有有趣的類(lèi)似物。兩者都有三個(gè)端子，因此有三種配置。它們是活動(dòng)設(shè)備，每個(gè)設(shè)備都有一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。在本文中，對(duì)BJT、FET和PWM開(kāi)關(guān)(三種有源器件)進(jìn)行了類(lèi)似的比較。

　　對(duì)于雙極結(jié)型晶體管(BJT)，關(guān)鍵參數(shù)為α;對(duì)于三端子PWM開(kāi)關(guān)，它是占空比， D .雖然BJT的α是固定的，但PWM開(kāi)關(guān)可以改變，這會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器中的時(shí)變電路行為。

　　晶體管和電感開(kāi)關(guān)配置

　　雙端口網(wǎng)絡(luò)(如放大器或電源轉(zhuǎn)換器)具有輸入和輸出端口。每個(gè)端口都有一對(duì)端子，如下所示。

　　輸入和輸出端口之間的關(guān)系通常表示為 傳遞函數(shù) 或 透光 率 .具有三個(gè)端子的設(shè)備(例如晶體管)具有一個(gè)輸入、一個(gè)輸出和一個(gè)公共端子。公共終端由輸入和輸出端口共享，通常作為公共接地 (–) 端子。這導(dǎo)致三種配置，其中每個(gè)端子都采用共同位置。對(duì)于極性(NPN 或 PNP、n 溝道或 p 溝道)的 BJT 和 FET(JFET 或 MOSFET)，下表列出了相應(yīng)的配置。

　　發(fā)射極-源極、基極柵極和集電極-漏極之間的模擬是熟悉的，并且不難識(shí)別，因?yàn)槠骷哂邢嗨菩浴?/span>

　　電感開(kāi)關(guān)配置

　　感應(yīng)式 脈寬調(diào)制開(kāi)關(guān) 是一個(gè)可以看作是電路元件的電路，如下所示。

　　該電感器與單刀、雙擲電流開(kāi)關(guān)串聯(lián)。它在 積極 位置(連接到 A 端子) D ×Ts 當(dāng)時(shí)，其中 Ts 是切換周期和 D 是占空比。開(kāi)關(guān)處于被動(dòng)位置 D' ×Ts = (1 – D )×Ts .

　　PWM開(kāi)關(guān)可以看作是一個(gè)三端有源器件，就像晶體管一樣。因此，它也具有三種配置。他們的名字是：

　　共被動(dòng) (CP) 或降壓

　　普通有源 (CA) 或升壓

　　共電感 (CL) 或降壓-升壓

　　降壓轉(zhuǎn)換器的電壓傳遞函數(shù)為

　　哪里 Vs

　　Vo 是次級(jí)電壓(輸出電壓加上二極管壓降，如果有的話)和 Vg 是輸入電壓。穩(wěn)態(tài)傳遞函數(shù)很容易從電感的磁通平衡中得出，因此導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間磁通變化相等，或者

　　凈 Δ λ = 0 對(duì)于每個(gè)周期，平均電流在多個(gè)周期內(nèi)保持不變 穩(wěn)態(tài) 轉(zhuǎn)換器操作。在CP配置中，PWM開(kāi)關(guān)的A端是兩者共有的 Vg (輸入)和 Vs (輸出)電路環(huán)路。

　　其他兩種配置具有以下電壓傳遞功能：

　　CE配置的BJT的電流傳遞函數(shù)(我C /我β ) 是 β ，對(duì)于 CB 來(lái)說(shuō)它是 α ，對(duì)于 CC，它是 β + 1。用α表達(dá)β，

　　然后α和占空比之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系， D ，如下表中對(duì)BJT、FET和PWM開(kāi)關(guān)的總結(jié)所示。

　　α

　　D BJT的類(lèi)比適用于FET作為 λ

　　D 類(lèi)比，盡管對(duì)應(yīng)關(guān)系可能不太熟悉。正如β是BJT的電流比參數(shù)一樣，μ是FET的相應(yīng)電壓比參數(shù);

　　FET 型號(hào)變化如下所示。右邊的模型類(lèi)似于BJT T模型。在FET T模型中，柵極電流保持為零，因?yàn)橄嚓P(guān)電流源電流與通過(guò)電流的電流相同 rm ，不留柵極電流。

　　FET的簡(jiǎn)單電路模型是源極和漏極(負(fù)極端子到漏極)之間的相關(guān)電壓源，其電壓μ ×v一般事務(wù)人員 ，與漏極電阻串聯(lián)， ro .此參數(shù)的替代表達(dá)式與α的對(duì)應(yīng)關(guān)系為 λ ;

　　(作為 一個(gè) 在β之前， λ 之前 μ 在希臘字母中。源極與柵極電壓之比是CD源極-跟隨器配置的電壓增益，為 λ .源極至漏極電壓增益為μ + 1.

　　上表介紹了三種配置中的 BJT、FET 和開(kāi)關(guān)。配置類(lèi)似：

　　類(lèi)比中的一個(gè)缺陷是基極柵極和集電極漏極的相應(yīng)BJT-FET端子是相反的。這是由于對(duì)BJT使用電流類(lèi)比和對(duì)FET使用雙電壓類(lèi)比引起的。如果基于β或 μ 基于模型用于BJT或FET，然后BJT和FET端子將再次對(duì)應(yīng)。實(shí)際上，類(lèi)似的PWM開(kāi)關(guān)端子根據(jù)β或 μ 類(lèi)比(BJT和FET)如表所示。

　　關(guān)閉

　　雖然這些類(lèi)比可能無(wú)法立即從晶體管概念中理解PWM開(kāi)關(guān)，但它們可以幫助模擬工程師對(duì)轉(zhuǎn)換器電路進(jìn)行類(lèi)比思考。正如晶體管放大器增益和端口電阻隨α而變化一樣，在轉(zhuǎn)換器中，它們也隨 D .占空比最好被認(rèn)為是PWM開(kāi)關(guān) 參數(shù) ，而不是動(dòng)態(tài)變量，盡管它作為控制變量在轉(zhuǎn)換器中經(jīng)常動(dòng)態(tài)變化。

　　這就說(shuō)明了為什么看似簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換器電路實(shí)際上比線性化模擬電路對(duì)設(shè)計(jì)人員的要求更高;想象一下，設(shè)計(jì)β隨時(shí)間變化的電路。正如BJT晶體管具有基于恒定β和 re (在常數(shù) 我E )，電感開(kāi)關(guān)可以圍繞一個(gè)常數(shù)進(jìn)行線性化D 操作點(diǎn)。Richard Tymerski在1980年代中期首次制定了PWM開(kāi)關(guān)模型，當(dāng)時(shí)他是Vatché Vorperian(當(dāng)時(shí)都在VPI)指導(dǎo)下的研究生，可用于轉(zhuǎn)換器(或任何開(kāi)關(guān)電感)電路的線性頻率響應(yīng)分析。然而，增量式(小信號(hào))PWM開(kāi)關(guān)模型需要額外的開(kāi)發(fā)。