三极管的Ic-Vbe图、MOS管的Id-Vgs图中,曲线的反向延长线都会交于一点,此点被称为early voltage。
Early voltage 是一个重要参数"Early voltage"符号VA,在三极管放大区中,理想情况下vce的变化是不会引起ic的变化的,但实际上vce变化会引起ic的变化,那么ic-vce就不是一条直线,而是一条斜线,这也是导致了β值不是固定值,ic-vce曲线在放大区斜率的倒数,就是我们在小信号分析中考虑到的ro,
理想情况下公式: ic=Is*exp(vbe/VT)
考虑到VA的修正公式: ic=Is*exp(vbe/VT)*(1+vce/VA)
ro 是vce对ic的求导,即ic-vce在放大区的斜率的倒数,得到ro≈VA/Ic
VA越大,ro越大,ic-vce越接近理想水平线。
但反向延长线是否交于一点呢?是否有理论依据?
"We observe that the characteristic curves, though still straight lines, have finite slope.In fact, when extrapolated, the characteristic lines meet at a point on the negative vce axis, at vce=-VA. It is called the Early voltage, after the scientist who first studied this phenomenon.
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The linear dependence of ic on vce CAN be accounted for by assuming that Is remains constant and including the factor (1+vce/VA) in the equation for ic as follows: ic=Is*exp(vbe/VT)*(1+vce/VA)"
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这段话的意思是:我们看到的特性曲线一直是水平线(斜率无穷大)。但事实上,曲线的反向延长线会交vce坐标轴于一点"-VA".这点叫做Early Voltage.名称来自于第一个研究这个的科学家的名字.
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这条ic-vce直线当反向饱和电流Is是一个常数时,反向延长线才交于一点(有公式可知)。
但是我们知道(NPN),Is=AE*q*Dn*ni^2/(NA*W),AE是PN结截面积,q是电子电量,Dn是电子迁移率,ni是半导体常数,NA是三价杂质浓度,W是基区宽度。可知Is和ni,W有关,ni是一个温度系数,而W是一个和vce有关的变量,在实际中Is就不可能做到是一个常数,尤其是W是一个vce相关变量。因此,实际ic-ve的反向延长线,不会交于一点。但是大致会有一点。Early Voltage越大,ro越大,三极管小信号模型越理想。