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

　　對于雙極結(jié)型晶體管(BJT)，關(guān)鍵參數(shù)為α;對于三端子PWM開關(guān)，它是占空比， D .雖然BJT的α是固定的，但PWM開關(guān)可以改變，這會導致開關(guān)轉(zhuǎn)換器中的時變電路行為。

　　晶體管和電感開關(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。每個端口都有一對端子，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 .具有三個端子的設(shè)備(例如晶體管)具有一個輸入、一個輸出和一個公共端子。公共終端由輸入和輸出端口共享，通常作為公共接地 (–) 端子。這導致三種配置，其中每個端子都采用共同位置。對于極性(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，并且不難識別，因為器件具有相似性。

　　電感開關(guān)配置

　　感應式 脈寬調(diào)制開關(guān) 是一個可以看作是電路元件的電路，如下所示。

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

　　PWM開關(guān)可以看作是一個三端有源器件，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 (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，因此導通時間和關(guān)斷時間磁通變化相等，或者

　　凈 Δ λ = 0 對于每個周期，平均電流在多個周期內(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 ，對于 CB 來說它是 α ，對于 CC，它是 β + 1。用α表達β，

　　然后α和占空比之間的對應關(guān)系， D ，如下表中對BJT、FET和PWM開關(guān)的總結(jié)所示。

　　α

　　D BJT的類比適用于FET作為 λ

　　D 類比，盡管對應關(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的相應電壓比參數(shù);

　　FET 型號變化如下所示。右邊的模型類似于BJT T模型。在FET T模型中，柵極電流保持為零，因為相關(guān)電流源電流與通過電流的電流相同 rm ，不留柵極電流。

　　FET的簡單電路模型是源極和漏極(負極端子到漏極)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)的替代表達式與α的對應關(guān)系為 λ ;

　　(作為 一個 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 和開關(guān)。配置類似：

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

　　關(guān)閉

　　雖然這些類比可能無法立即從晶體管概念中理解PWM開關(guān)，但它們可以幫助模擬工程師對轉(zhuǎn)換器電路進行類比思考。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 .占空比最好被認為是PWM開關(guān) 參數(shù) ，而不是動態(tài)變量，盡管它作為控制變量在轉(zhuǎn)換器中經(jīng)常動態(tài)變化。

　　這就說明了為什么看似簡單的轉(zhuǎn)換器電路實際上比線性化模擬電路對設(shè)計人員的要求更高;想象一下，設(shè)計β隨時間變化的電路。正如BJT晶體管具有基于恒定β和 re (在常數(shù) 我E )，電感開關(guān)可以圍繞一個常數(shù)進行線性化D 操作點。Richard Tymerski在1980年代中期首次制定了PWM開關(guān)模型，當時他是Vatché Vorperian(當時都在VPI)指導下的研究生，可用于轉(zhuǎn)換器(或任何開關(guān)電感)電路的線性頻率響應分析。然而，增量式(小信號)PWM開關(guān)模型需要額外的開發(fā)。