了解早期效应

本技术摘要讨论了早期效应及其如何影响双极结晶体管的放大特性。

相关信息

• 场效应晶体管沟道长度调制

在一个前一篇文章，我讨论了通道长度调制，这是一种发生在FET的东西，导致漏极电流依赖于漏极电压(或者更具体地说，漏源极电压)。如果我们忽略通道长度调制，饱和区域的漏极电流只依赖于门源电压和场效应晶体管的物理特性。这将是愉快的直接，但由于某些原因，现实往往比我们想要的更复杂。

早期的影响

结果表明，一个类似的现象影响双极结晶体管的工作。但是，BJT没有频道，所以我们需要一个不同的名称;在某种程度上，人们决定采用“早期效应”詹姆斯早期，不过你很快就会看到，我们也可以称之为“有效基宽调制”。

我们通常说BJT有源模式的集电极电流等于基极电流乘以β。这意味着晶体管的增益不受输出条件的影响。这简化了分析;而且，以这种方式工作的晶体管不会因增益随输出电压变化而变化而产生失真。

这种方法对于近似和BJT设计和分析的直流偏置部分是可以接受的，但当我们处理小信号放大器时，我们需要考虑早期效应:

• 首先，我们假设发射极电压(V_E)是恒定的。这意味着我们有两个重要的电压，它们都参照一个不变的V_E:集电极到发射极的电压(V_CE)和基极至发射极电压(V_是）.
• 我们还假设输出来自集电极，因此输出电压(V_出)也是V的变体_CE。

• 如果V小幅增加_是导致V的大量增加_出，则集电极-基极结变得更加反向偏置(记住在有源模式下基极-发射极结是正向偏置而集电极-基极结是反向偏置)。
• 这就造成了连接点耗尽区变宽，这反过来减少了有效宽度的基础。我们说“有效”是因为基本区域的物理宽度没有改变。
• 饱和电流(I_年代)与底的有效宽度成反比，因此V的增加_出会导致I_年代。
• 如果我_年代增大，集电极电流也增大，由下面公式可以看出:

$ $ I_C = I_Se ^{\压裂{V_{是}}{V_ {T}}} $ $

说明了早期效应

如果我们保持V_是常数和标绘集电极电流vs. V_CE在有源模式下，简化的BJT的结果将是一条直线和平坦的线，说明集电极电压对增益没有影响，即V与V之间的关系_是和我_C。这也是我们在上面的公式中观察到的，它没有V_CE术语。

如果我们纳入有效基宽调制的影响，这条线仍然是直线，但不再平坦。相反，它有一个向上的斜率，表明输出电压影响增益，因为对于给定的V_是集电极电压越高，集电极电流越大。

如果你沿着这条线回到它与横轴相交的那一点，你就得到了早期电压，用V表示_一个，则可采用以下公式更准确地确定集电极电流:

$ $ I_C = I_Se ^{\压裂{V_{是}}{V_ {T}}} \离开(1 + \压裂{V_ {CE}} {V_A} \右)$ $