简化三极管H参数等效模型

上期主要对三极管H参数的四个参数从物理意义上进行了说明，但是求得的三极管等效H参数模型比较复杂，需要对其进行简化，而动态电阻rbe就可以进行简化。

关键词：动态电阻rbe;

01简化三极管动态电阻

三极管的结构示意图如图1-1所示：

图1-1 晶体管的结构示意图

如图1-1可以看出，三极管b-e间电阻由基区体电阻rbb’、发射结电阻rb’e’和发射区体电阻re三部分组成，rbb’与re仅与杂质浓度以及制造工艺有关，由于基区很薄且多子浓度很低，rbb’数值较大，对于小功率管，多在几十欧到几百欧，可以通过查阅手册得到。 由于发射区多数载流子浓度很高，re数值很小，只有几欧姆，与rbb’和rb’e’相比可以忽略不计。 因此，晶体管输入回路的等效回路如图1-2所示：

图1-2 晶体管等效电路

由图1-2可知，流过rbb’的电流为Ib，而流过rb’e’的电流为Ie，所以满足：

同时，发射结的总电流为：

式(1.2)中u为发射结所加总电压。

所以将式(1.2)和式(1.1)合并可以求得基区体电阻为：

但是由于发射结处于正向偏置，u大于开启电压(硅管的开启电压约为0.5V)，而常温下UT≈26mV，因此可以认为：

将式(1.4)代入式(1.3)可得：

当用以Q点为切点的切线取代Q点附近的曲线时：

根据rbe的定义：

由此得出rbe的近似表达式：

式(1.8)进一步表明，Q点越高，即IEQ越大，rbe越小。

三级管H参数等效模型如图1-3所示：

图1-3 H参数等效模型

由以上分析，在输入回路中，内反馈系数H12很小，即内反馈很弱，近似分析可以忽略不计，故晶体管的输入回路可近似等效为只有一个动态电阻rbe; 在输出回路由于H22很小，即rce很大，说明在近似分析中该支路的电流可忽略不计，故晶体管的输出回路可近似等效为只有一个受控电流源Ic=βIb，所以简化后的三极管H参数等效模型如图1-4所示：

图1-4 简化的H参数等效模型

同时电阻rbe也可以由上述分析进行简化计算。