今天我們來(lái)討論一個(gè)三極管放大電路的問(wèn)題，起因是在網(wǎng)上看到了一個(gè)“壓控電流源模型”比“流控電流源模型”更好的說(shuō)法，其論證依據(jù)是這樣的：

首先，通過(guò)“流控電流源模型”獲得基極分壓式共射放大電路的電壓放大系數(shù)表達(dá)式，即 Av=R C /RE （該式說(shuō)明，電壓放大系數(shù)是集電極電阻與發(fā)射極電阻的比值）。

讀過(guò)鈴木雅臣的《晶體管電路設(shè)計(jì)》一書(shū)的粉絲應(yīng)該見(jiàn)過(guò)此式，看過(guò)《三極管應(yīng)用分析精粹：從單管放大到模擬集成電路設(shè)計(jì)》（以下簡(jiǎn)稱“三極管”或“原書(shū)”）的粉絲也對(duì)該式不陌生，只不過(guò)其中還給出了簡(jiǎn)單的 推導(dǎo)過(guò)程 （ 有分教 ）。

然后，論證者將發(fā)射極電阻RE短接（即R E =0），根據(jù)上式可得該電路的電壓放大系數(shù)應(yīng)該為 無(wú)窮大 ，而實(shí)際電路是不可能的，算是初步揭開(kāi)“流控電流源模型”不太好的序幕。

之后， 再使用“壓控電流源模型”，認(rèn)為三極管發(fā)射極其實(shí)串聯(lián)了一個(gè)小電阻re （如何“由模型獲得串聯(lián)小電阻”的結(jié)論沒(méi)看懂），所以實(shí)際的電壓放大系數(shù)為 Av=R C /re ，而根據(jù)該式計(jì)算的結(jié)果與實(shí)際電路的電壓放大系數(shù)接近，由此得出“壓控電流源模型”更好或更接近物理本質(zhì)。

大家覺(jué)得這個(gè)論證過(guò)程怎么樣？

這個(gè)論證過(guò)程的主要漏洞在于第2步： 將發(fā)射極電阻RE短路后，就可以根據(jù)公式獲得相應(yīng)的電壓放大系數(shù)為無(wú)窮大？ 這個(gè)公式本身并沒(méi)錯(cuò)，但是請(qǐng)注意它的來(lái)源，看看《三極管》是如何獲得該公式的，如下圖所示（ 原書(shū)P189 ）：

發(fā)現(xiàn)了沒(méi)有？從“原始公式”到“簡(jiǎn)化后的公式”的重要前提之一是： （１＋β）ＲＥ遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 ｒｂｅ 。當(dāng)你將發(fā)射極電阻RE設(shè)置為0時(shí)，（1＋β）ＲＥ就是0， 此時(shí)ｒｂｅ是不能忽略的 ，相應(yīng)的公式應(yīng)該為：

那么rbe是什么呢？如下圖所示（ 原書(shū)P84 ）：

我們將rbe代入（忽略r bb’ ），即可進(jìn)一步得到：

看到?jīng)]有？ 結(jié)果與前述論證的結(jié)論一致 ，所以咱姑且不討論“壓控電流源模型”是否比“流控電流源模型”更好，或更接近物理本質(zhì)，但這種論證方式肯定不太嚴(yán)謹(jǐn)！

《晶體管電路設(shè)計(jì)》中的公式Av=R C /RE是通過(guò)直觀簡(jiǎn)潔的方式獲取（在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中忽略一些參數(shù)不會(huì)影響使用），但如果不去理解這個(gè)公式的局限性，并且無(wú)論做什么電路分析都直接套用，就會(huì)產(chǎn)生類似這種不太美麗的結(jié)論，所以俺在前言中提到的“ 過(guò)多拋卻理論也不利于系統(tǒng)深入地理解三極管及其應(yīng)用 ”就是這個(gè)意思。

類似的，有些人認(rèn)為“三極管是壓控元器件（而不是流控元器件）”。