关于三极管输入输出阻抗

yangjs0720

首先应明确三极管输入输出电阻的概念，根据概念采用正确的测试方法。
三极管是非线性器件，其电压电流关系无法用一个简单的数学公式表示，只能用输入输出特性曲线表示
下图左为输入特性曲线Ib与Ube的关系，右为输出特性曲线Ic与Uce的关系，每条曲线对应一个Ib。

如果将三极管工作条件限制在一定范围内，特性曲线可以近似看做直线。这种限制条件称为“微变”，直线特性可以用线性元件等效，这样得到的三极管模型称为“微变等效”模型。


输入特性的线性段显示当电压Ube增大时，电流Ib也会增大，这与电阻特性相同，故可以等效为基极与发射极之间的电阻rbe，也叫hre
这个电阻可以用改变Ib，测量相应的Ube增量，电压增量与电流增量之比来确定。根据典型参数（低频小功率pnp型锗三极管）在1k左右。测试中要保持Uce不变。

输出特性具有恒流源特性。每条曲线对应一个确定的基极电流Ib，改变Ib可以得到另一条曲线，这个Ic与Ib的比例关系就是贝塔，也叫hfe。观察其中一条曲线，Uce改变时Ic基本不变，这就是恒流源特性，所以三极管ce间可以看做受Ib控制的电流源Ic，曲线有一定的斜率，这可以看做是一个有内阻rce（与电流源并联的电阻）的电流源。这个rce也叫1/hoe，也就是楼主所说的三极管输出电阻。典型值是几十到几百千欧。

这个参数的测量，要保持Ib不变，改变Uce，测量对应的Ic增量，用Uce增量与Ic增量之比来确定。

maojc

pdshyh 发表于 2022-3-25 09:31
非常感谢maojc 老师的指教，回头看了搭建电路输出电路负载也不是很大，按照 各位坛友R=ΔV/ΔIc  来计 ...

共同学习兼聊天 也是抛砖引玉。

模电就是有意思 算算做做掉过头再来验证。
虽然是基础的东西 相关知识还是看教科书比较全面。

pdshyh

yangjs0720 发表于 2022-3-25 10:08
首先应明确三极管输入输出电阻的概念，根据概念采用正确的测试方法。
三极管是非线性器件，其电压电流关系 ...

感谢yangjs0720老师的解答，又网上搜看了看“三极管微变等效电路”，渐渐清晰还是有点绕。对下面等效电路结合您的讲解清楚了。

下面输入电阻rbe=200+(1+β)26/Ic中的26怎么来的不太清楚坛友帖子也说过 ，Ic/(1+β)大概=Ib,

pdshyh

maojc 发表于 2022-3-25 10:16
共同学习兼聊天 也是抛砖引玉。

模电就是有意思 算算做做掉过头再来验证。

基础差些，模拟电路看过半边清楚半边不清楚 实际用算就弧度了。

kunlun

一般估算： 共发射极输入阻抗≈300 + （1+β）* 26mV / Ic，实测一般比这种估算小。

测试电路（摘自JS-7A型晶体管测试仪）：


电路要点：1、输出端交流短路，上图中10欧姆电阻认为短路。
2、输入端偏置电路要有足够大交流阻抗防止对交流信号分流，要么用很大的（几百kΩ）偏置电阻，要么用很大的（1kHz信号要几十H）电感隔离交流。

我的实测：
某9013：Ic=1mA，β=185，估测hie≈5.11kΩ，实测4.5k欧姆。
某3AX31： Ic=1mA，β=55，估测hie≈1.73kΩ，实测1.25k欧姆。

yangjs0720

pdshyh 发表于 2022-3-25 11:57
感谢yangjs0720老师的解答，又网上搜看了看“三极管微变等效电路”，渐渐清晰还是有点绕。对下面等效电路 ...

三极管的rbe由两部分组成，一是基区那块半导体的体电阻，就是前面那个200欧或300欧，与材料及工艺决定；另一部分是基极、发射极之间pn结的动态电阻，这个阻值是根据PN结（二极管）特性方程求出来的，其中有一个kT/q的因子，称为温度的电压当量，大概的意思就是温度为T的能量相当于多大的电压的电势能，其中k为波尔茨曼常数，q为电子电量，都是物理学常数，当温度T=300K（常温）的时候，这个因子算出来就是26mV。

pdshyh

kunlun 发表于 2022-3-25 13:04
一般估算： 共发射极输入阻抗≈300 + （1+β）* 26mV / Ic，实测一般比这种估算小。

测试电路（摘自JS-7 ...

感谢指点，关于三极管微变等效电路还要消化消化，非常感谢提供的测量电路为我搭建电路测量提供了样板

pdshyh

yangjs0720 发表于 2022-3-25 14:05
三极管的rbe由两部分组成，一是基区那块半导体的体电阻，就是前面那个200欧或300欧，与材料及工艺决定； ...

感谢详细的讲解受益匪浅，三极管微变等效电路过去蜻蜓点水式的看过不明其理，通过讲解和搜相关资料有了学习认知的方向，还得消化消化，感谢

zzfjct

我见过的内阻测量方法是这样的：
1，先设置好静态工作点（内阻参数都与集电极电流有关）。
2，集电极、发射极交流短路（并接电容），信号发生器经10K可调电阻接基极、发射极，调节信号发生器输出电压至合适值，然后调节可调电阻至基极、发射极交流压降与可调电阻压降相同，可调电阻值即为输入阻抗，一般小功率锗晶体管在Ic为1毫安时的输入阻抗约数K。
3，基极、发射极交流短路（并接电容），信号发生器经1M可调电阻接集电极、发射极，调节信号发生器输出电压至合适值，然后调节可调电阻至集电极、发射极交流压降与可调电阻压降相同，可调电阻值即为输出阻抗（信号源内阻），一般小功率锗晶体管在Ic为1毫安时的输出阻抗约300~400K。
信号发生器输出电压与实际工作电路的信号参数相当。

maojc

yangjs0720 发表于 2022-3-25 14:05
三极管的rbe由两部分组成，一是基区那块半导体的体电阻，就是前面那个200欧或300欧，与材料及工艺决定； ...

体电阻半导体物理的说法， 说是耐压高的管子 要用体电阻大的材料，但是管压降也大。
记得小功率管参数以前是300 现在成了200。

yangjs0720

maojc 发表于 2022-3-26 00:37
体电阻半导体物理的说法， 说是耐压高的管子 要用体电阻大的材料，但是管压降也大。
记得小功率管参数以 ...

这个数据在70年代的教材上就用了，是个古董数据，是当时那种锗材料合金工艺，小功率低频三极管的典型数据，现在小功率三极管都是硅材料平面工艺，很多三极管实际测试整个rbe都不到200欧。编教材就是这么个特点，可以抄但不能错，没有人去深究这个问题。

pdshyh

zzfjct 发表于 2022-3-25 22:13
我见过的内阻测量方法是这样的：
1，先设置好静态工作点（内阻参数都与集电极电流有关）。
2，集电极、发 ...

感谢对内阻测量方法的详细解读，又看了三极管微变等效电路，理解了为什么测量三极管输入阻抗rbe(h11e)要交流短路输出，测量输出rce(1/h22e)要交流短路输出，并给出了对比法测量方法，

RBYT

pdshyh 发表于 2022-3-25 09:54
感谢RBYT 坛友的指点，已经按照r=△v/△i计算了，几个二极管的测量数据多在电子表格△v/△i计算也方便， ...

不客气，相互学习
三极管如果接成共发射极放大电路，be极的内阻有一条计算公式：

β*Vt/Ic

β是放大倍数，Vt是热电压（在25°C时约有26mV），Ic是设置的集电极电流。要注意β会跟着Ic变化，可以查看手册得到。
例如，某管子的Ic=1mA，此时β=200，则r(be)≈5.2kΩ.

这个是最近看书学来的，还没有条件去实际测量，不过它是从微观层面出发得到的，并且很多大师都这么算。小弟只是拾人牙慧，深层的问题还没能搞明白

pdshyh

感谢各位指教，现汇报一下，完成了S9018三极管Ic=1mA静态状况下的h21e(β)（直流）、h11e(rbe)(直流/交流)和1/h22e(rce)（直流交/流失败）的测量。

简单测量，中间有些挫折。用了一周时间 用双串联二极管稳压的串联电阻偏小总电流偏大电池供电电压不稳读数一直下滑，影响测量调整串联电阻调小总电流问题解决，rce采用串联交流信号测量，由于rce阻值大，三极管输出电路通过电池回路是和rce并联且电阻小，用交流信号串联电阻电压半值测量数值很小放弃了。

侠客行0707

《晶体管收音机设计与制作》一书里提到过，输入电阻Rin=β/gm=β*26mV/ICQ；输出电阻Rout=Ea/ICQ。其中ICQ是集电极静态电流，Ea是厄尔利电压，通常为100~250V。