为什么有源区中的晶体管的Vbe恒定为0.7？

我将以一个简单的普通发射极放大器为例。暂时不要考虑偏见和事物，而应关注此电路的症结所在。据我所知，基极节点和发射极节点之间的电压是变化的，最终被晶体管放大，导致原始信号的反相（放大版本）出现在集电极上。

现在，我正在读一本书。Sedra / Smith，微电子学。

在本章的整个章节中，都说在有源区域中，Vbe假定为0.7V。这对我来说毫无意义，当Vbe本身是放大器级的输入变量时，Vbe如何保持恒定？如果我正在看带有发射极电阻的CE阶段（发射极退化），这对我来说可能已经变得有意义，在该阶段，剩余的电压可能会在电阻两端下降。但是事实并非如此，请赐教！

^{模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

反向集电极电流方程式：

产量：

例如，让

有了这些值，发现

现在，将集电极电流加倍，发现

将集电极电流增加100％只会增加基极-发射极电压2.45％

因此，虽然基极-射极电压恒定并非正确，但在相当宽的集电极电流范围内将其视为恒定并不是一个不错的近似值。

硅晶体管中的Vbe就像硅二极管一样。通过一定量的电流后，正向压降急剧上升。在那一点上，增加电流会使Vf的变化可忽略不计。

注意，锗二极管和晶体管的Vf自然不同。

双极晶体管中发射极电流的Ebers-Moll模型为：

$I_e \approx I_{es} e^{\frac{V_{be}}{V_t}}$

$I_e$$V_t\ \approx 26mV$$V_{be}$$I_{es} = 10^{-12}$

Ebers-Moll图

$V_{be}$

$V_{be}$$V_{be}$

$V_{be}$

$V_{be}$$V_{be}$

费米能级是半导体材料中移动电子（或空穴）的平均能量。费米能级以电子伏特（eV）表示，可以看作代表电子所见的电压。

本征硅（和锗）的费米能级位于价带的上边缘和导带的下边缘之间。

当您将硅掺杂为P型时，会增加很多孔。现在，在价带顶部附近有更多可用的载流子状态，这将费米能级推低到价带边缘附近。同样，当您掺杂N型掺杂剂时，会添加大量电子，这会在导带附近向上创建更多可用的载流子态，并将费米能级推至接近导带边缘。

对于通常在基极-发射极结中发现的掺杂水平，P和N侧之间的费米能级之差约为0.7电子伏特（eV）。这意味着从N到P的电子会散发出0.7 eV的能量（以光子的形式：这是发光二极管得到其光的位置：选择材料和掺杂，以使整个结的费米能级之差会在所需的波长处产生光子（由普朗克方程确定）。同样，从P移到N的电子必须在某处拾取0.7 eV。

简而言之，Vbe实际上只是结两侧的费米能级之差。

这是半导体101的材料，您必须进一步了解它。它是101的事实并不意味着它简单或容易：需要两个学期的微积分，两个学期的化学，两个物理学的学期以及一个微分方程的学期，才能为半导体理论奠定基础该类详细说明了上述所有内容。

$V_{BE} = 0.7V$

$V_{BE}$

好问题。经常引用的0.7V Vbe只是一个近似值。如果测量正在积极放大的晶体管的Vbe，在万用表上将显示0.7V左右的Vbe，但是如果您可以像示波器那样放大 0.7 的Vbe ，您会发现它周围的微小变化，因此在任意时刻，位于该偏置上的输入信号（您要放大的那个信号）可能会在该偏置点附近波动，因此可能为0.6989V或0.70021V。

$v_{BE}$$v_{BE}$$v_{ce}$

$v_{BE}$$V_{BE}$$v_{BE}=V_{BE} + v_{be}$$V_{BE}$$0.7V$$v_{be}$

您的问题很好。

仅在理论上，晶体管在<0.7V的Ube时完全闭合，而在> = 0.7V的Ube时完全打开。在某些低功率晶体管中，理想的Ube可以为0.6V或0.65V。

实际上，对于大功率晶体管而言，宇部的电压范围可能在0V至3V甚至更高。实际上，对于任何大于0的Ube，晶体管的确会稍微打开，并随着Ube的增加而继续增加其开放性。

但是，如前所述，在给定的点之后，冰的依赖关系，或者更确切地说，来自宇部的Rce基本上是非线性的，因此，冰的增加并不会导致宇部的大幅增加，但是确实如此。

低于0.7V，Ice的增加可以是线性的，这取决于晶体管。

对于大功率晶体管，最大Ice处的最大Ube很容易为2.5V至3V，而Ice大于25A。

可以肯定的一件事：在模拟应用中，绝对必须考虑来自Ube的Ice的依赖，主要是针对大功率或大电流晶体管。

看一下2N5302，在冰= 30A和Uce = 4V时Ube = 3V。

在本文的结尾，您将知道如何计算双极性的电压增益。

让我们检查一下虚构双极性的Vbe与集电极电流的表：

VBE集成电路

0.4 1微安

0.458 10uA注意58mV以上的Vbe提供的电流正好多10倍。

0.516 100微安

0.574 1毫安

0.632 10毫安

0.690 100mA [晶体管为HOT，因此电流可能会失控并使晶体管熔化（双极性受恒定基极电压偏置的已知风险）]

0.748 1AMP晶体管为HOT

0.806 10Amps晶体管处于高温

我们真的可以在1uA至10Amps的集电极电流上运行双极晶体管吗？是的，如果它是功率晶体管。在较高的电流下，该精细表（显示Vbe多58毫伏，产生的电流多10倍）会丢失精度，因为块状硅具有线性电阻，曲线跟踪仪会显示出来。

小于58mV的变化如何？Vbe Ic 0.2伏特1nanoAmp（在0.4v下低于1uA时约58mV的3个因数）0.226 2.718 nanoAmp（物理上的0.026v使E ^ 1多出I）0.218 2.000 nanoAmp 0.236 4.000 nanoAmp 0.254 8.000 nanoAmp（您会发现N *参考电压为18mV）

好，足够的桌子。让我们将类似于真空管或MOSFETS的双极晶体管视为跨导，其中输入电压的变化会导致输出电流的变化。

使用双极性非常有趣，因为如果我们知道DC集电极电流（即没有输入AC信号），我们就完全知道任何双极性的跨导。

简而言之，我们将其命名为“ gM”或“ gm”，因为真空管数据手册使用变量“互导”来解释电网电压如何控制极板电流。我们可以为此使用gm来纪念Lee deForest。

双极在25摄氏度且已知kt / q为0.026伏时的gm为-------> Ic / 0.026，并且如果集电极电流为0.026安培（26毫安），则gm为1安培每伏

因此，底座上的1毫伏PP会产生1milliAmp PP集电极交流电流。忽略一些失真，您可以使用泰勒级数进行预测。或是Barry Gilbert在IP2和IP3上针对双极性的著作。

假设我们有一个从集电极到+30 V的1Kohm电阻，负载26mA电流。Vce为30-1K * 26ma = 30-26 = 4伏，因此双极处于“线性”区域。我们有什么收获？

增益为gm * Rcollector或1 amp/volt * 1,000 ohm或Av = 1,000x。

您的问题是：

当它本身是放大器级的输入变量时，Vbe如何保持恒定？

简单的答案是，不是：

1. $V_{BE}$
2. $V_{BE}$$I_b$

但是，现在我将尝试回答我认为是您的实际疑问。我认为您正在混淆直流分析和电路小信号分析的概念。

您所谓的“输入变量”实际上是在DC组件之上有一个AC组件：

$V_{BE}$

我认为现在您可以看到混乱的来源。别担心，这是很常见的混乱。我一直认为，大多数老师和书本不能很好地解释如何用DC分析和小信号分析来思考，以及每个假设应采用哪些假设。

总结一下：

1. $V_{BE}$$V_{BE}$$I_b$

2. $R_c$$V_{cc}$$v_{BE}$$V_{BE}$

注意：您可以在此处找到以上图表的来源。