簡化三極管H參數(shù)等效模型

上期主要對三極管H參數(shù)的四個(gè)參數(shù)從物理意義上進(jìn)行了說明，但是求得的三極管等效H參數(shù)模型比較復(fù)雜，需要對其進(jìn)行簡化，而動(dòng)態(tài)電阻rbe就可以進(jìn)行簡化。

關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)電阻rbe;

01簡化三極管動(dòng)態(tài)電阻

三極管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-1所示：

圖1-1 晶體管的結(jié)構(gòu)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(jié)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(zhì)濃度以及制造工藝有關(guān)，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(jì)。 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(shí)，發(fā)射結(jié)的總電流為：

式(1.2)中u為發(fā)射結(jié)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(jié)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(rèn)為：

將式(1.4)代入式(1.3)可得：

當(dāng)用以Q點(diǎn)為切點(diǎn)的切線取代Q點(diǎn)附近的曲線時(shí)：

根據(jù)rbe的定義：

由此得出rbe的近似表達(dá)式：

式(1.8)進(jìn)一步表明，Q點(diǎn)越高，即IEQ越大，rbe越小。

三級(jí)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(nèi)反饋系數(shù)H12很小，即內(nèi)反饋很弱，近似分析可以忽略不計(jì)，故晶體管的輸入回路可近似等效為只有一個(gè)動(dòng)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(jì)，故晶體管的輸出回路可近似等效為只有一個(gè)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(shí)電阻rbe也可以由上述分析進(jìn)行簡化計(jì)算。