现代半导体集成电路
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1.3.2 Bipolar晶体管大信号模型

如果晶体管的VCEVCE,sat(大约为0.3V),则此晶体管工作于有源区,电压VCE,sat用来确保基区的空穴无法到达集电极。BJT工作于有源区的大信号模型如图1.24所示,模型中的参数如下所述。

图1.24 BJT晶体管有源区的大信号模型

由于IB=IC因此有

此式与二极管的公式相似,但是多了一个常数ICS/β=IBS。由于IE=IB+IC,故有

同样有

式中,α定义为

对于大的βα近似为

如果要在模型中包含VCEIC的影响,则流控电流源βIB应该用下面的电流源代替

式中,VA为Early电压常数。

当集电极-射极电压接近VCE,sat(典型值为0.2~0.3V)时,基-集结变得正偏,从基极来的空穴会开始扩散到集电极。图1.25为晶体管处于饱和区的模型,注意此时由于集电极电流值较小,VCE,sat的值将有所降低。