三極管小信號模型的由來

本文轉載自查看原文 2021-12-21 19:40 3262 電子電路

一、小信號模型圖

二、從輸入來看

小信號模型圖里，從輸入來看怎么獲得Ib、rbe？首先，從三極管的輸入特性入手。

輸入特性曲線圖：

（1）輸出特性曲線講解：

（2）分析飽和區

在下圖輸出特性曲線中，橫軸上：a-b是放大區，0-a是飽和區，ib=0是截止區,即使ib=0,因為漂流運動影響，ib=-Icbo,所以仍然有一小部分ic存在。我們來觀察放大區和飽和區的放大區別如下圖：

　　假如Q是在放大區IB=40uA這條線，此時交流信號vi為0,直流信號IBQ=40uA,Ube=0.7v。這時，加入交流信號，交流輸入ib沿着ib=40uA上下變化時（20uA~60uA）后，電流iC放大倍數β=2.7mA/0.9mA=3倍。

　　當Uce<0.3時，表現為Uce從放大區向左移動進入飽和區，這時，看d黃色線,原本放大區可以放大ic從0.9mA到2.7mA，現在只能達到1.2mA了，電流iC放大倍數β=1.2mA/0.9mA=1.3倍。

　　做這一特別說明是因為要區分放大與飽和的區別，從上面可以看出，當ube=0.7v時，輸入ib值可以放大3倍，但ube<<0.7v時飽和狀態下的放大倍數是1.3倍，小了很多。回到前面的話題：

　　Ube=0.49（飽和區）時，對應電流為A點，當Uce增大時，特性曲線右移，對應電流為B點，相對A點下降了很多，所以要想保持A電流只能基級注入更多的電子，Uce繼續增加，IB繼續下降，但由於IB得到源源不斷的補充，ib下降的幅度不會很大了，當Uce增加到1v時（達到放大區的條件），ib不會下降了，Uce再增大，如Uce=10v,特性曲線只會重合Ube=0.7那條線，這時候ib就跟ic有β倍的關系，ic=β * ib ，Uce增大的過程中，因為總是要保持A水平的電流，所以Ube也跟着增大了才能保持住A電流不往下B點掉。

　　所以在實際中，反過來我們總需要默認保持Ube=0.7v這條曲線，同時會直接給出Uce一個很大的值，大到超過0.3v, 外接一個Rc的意義是，當Ube=0時，管子截止，Rc上就承擔了電源Vcc的全部電壓，所以Uce此時等於VCC，但我們不會這么做，因為電壓太大有可能擊穿發射結，所以一開始我們就讓管子處於放大區了，直接讓Ube=0.7v，且Uce>0.3v, 所以Uce剛開始就不必承擔全部的VCC電壓，這就是Rc的存在意義。

　　Rc存在另一個意義就是，管子進入放大后，ib與ic維持着β關系，而Rc上的電流又是從VCC處得來，所以，Rc會把電流轉換成電壓，因為Ib可控的，就相當Ic可控的，而觀察Ic變化就是從Rc阻值以及Rc壓降來着手。所以人們可以配合β、Rc 、Rb來設計電路。

　　當外接很大的輸入信號時，如vi=35V，基級總需要外接電阻把大電壓轉成電流，最終憑借β的關系來計算輸出，有時候在發射級也適當曾加電阻使得構成的輸入回路中減輕基級電組的電壓負擔和保持晶體管Ube=0.7v 的環路。