上期主要對三極管H參數(shù)的四個參數(shù)從物理意義上進行了說明,但是求得的三極管等效H參數(shù)模型比較復雜,需要對其進行簡化,而動態(tài)電阻rbe就可以進行簡化。
關鍵詞:動態(tài)電阻rbe;
01簡化三極管動態(tài)電阻
三極管的結構示意圖如圖1-1所示:
圖1-1 晶體管的結構示意圖
如圖1-1可以看出,三極管b-e間電阻由基區(qū)體電阻rbb’、發(fā)射結電阻rb’e’和發(fā)射區(qū)體電阻re三部分組成,rbb’與re僅與雜質濃度以及制造工藝有關,由于基區(qū)很薄且多子濃度很低,rbb’數(shù)值較大,對于小功率管,多在幾十歐到幾百歐,可以通過查閱手冊得到。 由于發(fā)射區(qū)多數(shù)載流子濃度很高,re數(shù)值很小,只有幾歐姆,與rbb’和rb’e’相比可以忽略不計。 因此,晶體管輸入回路的等效回路如圖1-2所示:
圖1-2 晶體管等效電路
由圖1-2可知,流過rbb’的電流為Ib,而流過rb’e’的電流為Ie,所以滿足:
同時,發(fā)射結的總電流為:
式(1.2)中u為發(fā)射結所加總電壓。
所以將式(1.2)和式(1.1)合并可以求得基區(qū)體電阻為:
但是由于發(fā)射結處于正向偏置,u大于開啟電壓(硅管的開啟電壓約為0.5V),而常溫下UT≈26mV,因此可以認為:
將式(1.4)代入式(1.3)可得:
當用以Q點為切點的切線取代Q點附近的曲線時:
根據(jù)rbe的定義:
由此得出rbe的近似表達式:
式(1.8)進一步表明,Q點越高,即IEQ越大,rbe越小。
三級管H參數(shù)等效模型如圖1-3所示:
圖1-3 H參數(shù)等效模型
由以上分析,在輸入回路中,內反饋系數(shù)H12很小,即內反饋很弱,近似分析可以忽略不計,故晶體管的輸入回路可近似等效為只有一個動態(tài)電阻rbe; 在輸出回路由于H22很小,即rce很大,說明在近似分析中該支路的電流可忽略不計,故晶體管的輸出回路可近似等效為只有一個受控電流源Ic=βIb,所以簡化后的三極管H參數(shù)等效模型如圖1-4所示:
圖1-4 簡化的H參數(shù)等效模型
同時電阻rbe也可以由上述分析進行簡化計算。
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