BJT輸出電阻

BJT的本徵輸出電阻分為輸出直流電阻和輸出交流電阻兩種,都可以由BJT的輸出伏安特性求得。

基本概念

雙極型電晶體(BJT)的輸出電阻就是指它的輸出端電壓與輸出端電流之比,而輸入電阻就是指它的輸入端電壓與輸入端電流之比。輸出電阻和輸入電阻都能夠分別由BJT的輸出伏安特性曲線和輸入伏安特性曲線來求得。輸出電阻和輸入電阻又都有直流電阻和交流電阻之分。

在BJT的伏安特性曲線上,某個工作點處的 直流電阻就是該點的電壓與電流之比,而 交流電阻就是該點的伏安特性曲線的切線之斜率。

因為BJT在放大狀態的輸出伏安特性是水平形式的曲線族,所以BJT的輸出直流電阻總是小於相應的輸出交流電阻。

但是BJT由於Early效應(基區寬度調變效應)的影響,其三種不同組態(CB組態、CE組態、CC組態)的輸出伏安特性曲線的水平程度不同,因此它們的輸出直流電阻之間,以及輸出交流電阻之間也都將有所差異。

BJT的輸出交流電阻將直接影響到電晶體的電壓增益。因為這裡所說的輸出交流電阻,實際上是指BJT的所謂 本徵輸出交流電阻。而在電路套用中,BJT還必須要接上一個負載電阻,因此總的實際輸出交流電阻就應該是本徵輸出交流電阻與負載電阻相併聯的等效電阻。電壓增益也就是輸出交流電流在此等效電阻上的壓降與輸入交流電壓之比;等效電阻越大,電壓增益也就越大。而只有當BJT的本徵輸出交流電阻很大時,負載電阻才能選取得較大,這也才能提高電壓增益。所以,BJT的輸出交流電阻越大越好。

不同組態BJT的輸出交流電阻

一般,CB組態的輸出交流電阻最大(100kΩ~10MΩ),CC組態的輸出交流電阻最小(1Ω~100Ω),CE組態的輸出交流電阻居中(1kΩ~100kΩ)。

l 為什麼CB組態的輸出交流電阻最大?

因為這時的電流放大係數αo本來就很小(αo<1),則基區寬度的變化幾乎不會引起αo發生明顯的變化,而且Icbo很小、並一般也與基區寬度無關,所以輸出電流Ic=αo Ie+Icbo也就基本上不隨基區寬度而變化,這就是說,Early效應對於BJT共基極組態的輸出特性沒有什麼影響。從而,該組態的輸出伏安特性曲線比較平坦,輸出交流電阻很大,Early電壓很高。

l 為什麼CE組態輸出的交流電阻小於CB組態的交流電阻?

因為這時的電流放大係數βo本來就很大(βo >>1),則Early效應越嚴重,βo的變化就越大;同時Early效應也要影響到ICEo,所以輸出集電極電流(Ic=βo Ib+Iceo)受到Early效應的影響較大,使得共發射極組態的輸出伏安特性不飽和程度較大,從而輸出交流電阻較小,Early電壓也較低。

l 為什麼CC組態的輸出交流電阻最小?

因為這時的電流放大係數是(βo+1),同時Early效應也要影響到ICEo,所以輸出發射極電流(Ie=[βo+1]Ib+Iceo)受到Early效應的影響很大,輸出伏安特性曲線很不平坦,因此CC組態的輸出交流電阻很小;加之CC組態的輸出端是發射極,其輸出電阻本來就較小,因此在Early效應的作用下,輸出電阻則變得更小(均小於電晶體共發射極組態和電晶體共基極組態的輸出電阻)。

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