一:三极管基本模型
1. 三极管基本符号和参数定义
2. 三极管工作区域
1)截止区(Cutoff)
Ib=Ic=0,Vbe << 0.7V。三极管处于完全关断状态。
2)正向偏置或者线性工作区(Forward-Active)
IC=βeIb,且Vbe=0.7V左右。
3)饱和区(Saturation)
Vce变小,且此时Vbe与Vbc都是正向偏置。
3. 三极管工作于线性区的理论模型
假设三极管工作于图(a)的偏置状态,经过仿真我们可以得到如下波形:
从波形中可以看出,三极管的输出波形包括DC部分和交流小信号部分。同样我们可以得出其他端子也是如此,因此我们得到:
举个例子,一个三极管基极加了一个正向偏置电压Vbias以及1kHz的交流信号Vsig,峰值为1mV。调节基极驱动信号(0.7V左右)使三极管集电极电流为5mA。此时三极管的工作区域以及输出电流波形如下:
二:三极管低频线性区等效电路模型
由上述理论我们可以得出:
进一步推导,我们可以得出交流小信号输出电流为:
gm就是三极管的等效跨导。
接下来我们推导基极驱动电流Ib,由三极管基本模型我们知道,集电极电流的任何微小变化同样意味着基极驱动电流的比例变化:
这里hfe就是三极管小信号电流增益,这里要注意,小信号电流增益和DC直流增益是不同的定义。
因此我们可以总结出三极管低频下的等效电路模型:
这也就是所谓的“hybrid-pi”模型,其中:
下一节将继续介绍三极管的高频等效模型。