Ist das Gummel-Poon-Modell nützlich, um die Verstärkung von Wechselstromtransistoren zu erklären?

Lassen Sie es mich klarstellen: Mit Verstärkung spreche ich über den Prozess, die Stärke eines Wechselstromsignals zu verstärken. Also, wenn das Verhältnis von Ausgangsleistung zu Eingangsleistung größer als 1 ist.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Nehmen wir nun an, wir haben einen einfachen Common Emitter-Verstärker mit einer Spannungsteilerbasis (und einer positiven Kollektor-Versorgungsspannung). Ein Kondensator ist ein AC-Kurzschluss und ein DC-Open. Wenn wir nun der Basis ein Wechselstromsignal hinzufügen, erfahren die Kondensatoren eine Spannungsänderung und beginnen zu leiten, wodurch ein Stromstoß von den Punkten E' nach C' im Schaltplan fließt. Es fließt auch Strom durch C(BC'). Somit steuern kleine Änderungen der Basisspannung (aufgrund des Eingangs) größere Änderungen des Emitter-Kollektor-Stroms. Und so können Transistoren verwendet werden, um die AC-Signalleistung zu erhöhen.

Sie mischen zwei Möglichkeiten, eine Schaltung zu analysieren: Der Begriff "Wechselspannung / -strom" impliziert eine stationäre Betrachtungsweise (sinusförmig / Zeiger). Das ist in Ordnung, solange sich alles linear verhält (Großsignalverhalten von Dioden ist übrigens nicht linear). Andererseits impliziert "Erleben Sie eine Spannungsänderung und begann zu leiten" eine transiente / differentielle Betrachtungsweise. Das ist immer möglich, weil es die allgemeinste Betrachtungsweise ist. Aber das Mischen beider Wege ist nicht sinnvoll und nur verwirrend.
Aber kleine Änderungen an der Spannung eines Widerstands verursachen große Änderungen in seinem Strom. Sie beschreiben nur die Kondensatorreaktanz für große uF-Werte und nicht die Verstärkung. Die Verstärkung wird durch die Stromquelle I(t) erzeugt, daher darf der von I(t) erzeugte Wechselstrom nicht ignoriert werden.

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Sie sagen AC und beziehen dann sofort die Kondensatoren mit ein, und das ist nicht ganz korrekt und wird auch nicht benötigt.

Leistungsverstärkung in einem Transistor bedeutet, dass eine Änderung am Eingang zu einer Änderung am Ausgang führen kann und die Änderungen so sind, dass die Änderung (die ein Signal ist) eine größere Leistung am Ausgang als am Eingang hat. Diese Änderungen sind im GP-Modell modelliert und "funktionieren", auch wenn alle Kondensatoren einen Wert von 0 (Null) haben.

Was ich oben beschreibe, ist Kleinsignalverhalten und das hat an sich nichts mit den Kondensatoren zu tun. Die Kondensatoren sind im Modell vorhanden, um die tatsächlich im Transistor vorhandenen Kondensatoren zu modellieren, und bewirken, dass sie die Bandbreite der Transistorschaltung begrenzen.

Bei hohen Frequenzen ist die Leistungsverstärkung aufgrund dieser Kondensatoren geringer oder sogar nicht vorhanden (Leistungsverlust).

Wenn das, was Sie sagen, wahr ist und die Kondensatoren an der Leistungsverstärkung beteiligt sind, wäre eine Verstärkung bei Gleichstrom unmöglich. Eine nicht wechselstromgekoppelte Emitterschaltung hat eine Gleichstromverstärkung von etwa gm*Rc.

Aber zurück zu Ihrer Frage, kann das Modell verwendet werden?

Ja, natürlich kann es, solange es die Änderung von Ic aufgrund einer Änderung von Vbe (oder Ib) modelliert, kann es. Und dieses Verhalten ist im Modell enthalten. Wenn es nicht enthalten wäre, wäre das Gummel-Poon-Modell "albern", da es nicht die Hauptfunktion eines BJT modellieren würde: Leistungsverstärkung.

Aus dem Gummel-Poon-Schema geht hervor, dass es in dieser Ersatzschaltung keinen Weg vom Emitter zum Kollektor gibt, außer durch die Kondensatoren und die I(T) (Sättigungsstromleitung). Dieses Modell zeigt also nicht den Gleichstrompfad. Es zeigt jedoch, wie Strom durch die in Durchlassrichtung vorgespannten Dioden in den Emitter und aus der Basis fließen kann, wenn eine Basisspannung > dem Barrierenpotential vorhanden ist.
Wie in meiner Antwort erläutert, wenn das, was Sie oben in Ihrem Kommentar schreiben, wahr ist, was nützt dann das GP-Modell? Wenn es keinen aktiven Modus modelliert, in dem der Kollektor-Emitter-Strom durch den Basis-Emitter-Strom bestimmt wird, was ist dann der Sinn des Modells? Es wäre ziemlich nutzlos, oder sind Sie anderer Meinung? Tatsache ist, dass (Gleich-)Strom durch die geregelte Stromquelle modelliert wird ICH T .
Ich stimme zu. Und nach meinem Verständnis haben Transistorverstärker eine obere Grenzfrequenz, bei der eine Einheitsverstärkung vorhanden ist.
@Bimpelrekkie, in Bezug auf deinen obigen Kommentar - ist dir bewusst, dass beim GP-Modell der Kollektor-Emitter-Strom NICHT durch den Basis-Emitter-Strom bestimmt wird, sondern - natürlich - durch die Basis-Emitter-Spannung (gem die physikalische Realität)? (Entschuldigung, ich habe gerade gesehen, dass dies ein sehr alter Thread ist).
@LvW Sicher, aber die BE-Spannung verursacht einen Strom (durch die BE-Diode). Ich würde also sagen, Spannung und Strom hängen zusammen. Ob Ic durch Ib oder Vbe bestimmt wird, macht (meiner Meinung nach) keinen Unterschied, solange die Beziehung Ib <=> Vbe klar ist (was ich denke, da es eine Diode gibt). Es gibt viele endlose Diskussionen darüber, ob BJTs strom- oder spannungsgesteuert sind. Meiner Meinung nach sind sie beides und Sie können auswählen, was Ihnen am besten passt.
@Bimpelrekkie..Wie Sie wahrscheinlich wissen, stimme ich nicht zu. Der Transistor kümmert sich nicht um die eine oder andere Ansicht, die "am besten zu Ihnen passt". Es ist sehr einfach zu zeigen und zu verifizieren, dass der Basisstrom (ja, er hat zweifellos eine klare Beziehung zur BE-Spannung) nichts anderes als ein nicht zu vermeidendes Nebenprodukt ist, aber ohne Steuer- oder Kontrollfunktion. Das ist wirklich eine Tatsache!
Ist das Gummel-Poon-Modell nützlich, um die Verstärkung von Wechselstromtransistoren zu erklären?
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