我做了一项考试，询问给定 BJT 电路的“功耗”。问题很简单，但我的教授认为我对耗散功率的计算是错误的，因为我的答案是\$P = V_{CE} \cdot I_C + V_{BE} \cdot I_B\$。
但他告诉我正确的答案是\$P = V_{CE} \cdot I_C\$。
有人可以指出教科书或科学文章来确认我的答案，以便我可以再次与他交谈吗？
我在互联网上找到了一些链接来确认我的答案，但他不会考虑网站...
书籍建议 - 如何计算 BJT 的功耗
电器工程
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2022-01-27 07:38:46
4个回答
从理论上的 POV 来看，您的教授是错误的。您正确计算了 BJT 的总功耗。
您的教授可能只是在近似的方式上是正确的：如果 BJT 静止点都在活动区域并且它的 \$h_{FE}\$ 至少是 10-20，那么他（大约）是正确的，因为那时 \ $I_B\$ 将远小于 \$I_C\$ 并且 \$V_{BE}\$ 约为 0.6V，因此 \$V_{BE} \cdot I_B\$ 的贡献可以忽略不计。在这种情况下，你不能被认为是错误的，而只是过于热心。
但是请注意，如果 BJT 饱和，即它的两个结都前向偏置，则 \$h_{FE}\$ 不再将 \$I_B\$ 与 \$I_C\$ 相关联，即 \$I_B\$ 不能假定远低于 \$I_C\$。在这种情况下，基极 - 发射极结耗散可能与集电极 - 发射极结耗散一样相关，您的教授将完全错误。
后一种情况对于功率 BJT 尤其重要，因为它们的 \$h_{FE}\$ 非常小（~20，有时甚至更小），所以 \$I_B\$ 甚至不低于 \$I_C\$在活跃区域。因此，为了使它们完全饱和，有时您必须提供一个与 \$I_C\$ 相当的 \$I_B\$。考虑到 \$V_{CE(sat)}\$ 可能小于 \$V_{BE(sat)}\$，这意味着在某些特定（但不是理论上）情况下，基耗散可能略高于集电极耗散. 忽略它将是灾难性的（尤其是在为散热器选择合适的尺寸时！）。
顺便说一句，如果您的教授认为 \$I_B\$ 术语不正确，只需重新绘制晶体管电路，其基极由等效于偏置网络的 Thévenin 供电（以及连接到基极的任何东西），这样它可以用一个简单的两端网络来建模。然后计算该等效电路提供给 BJT 基极的功率，并询问该功率去哪里，如果不进入 BJT？
能量守恒定律是自然的基本规律。我希望你的教授不需要参考书就能相信这一点！
长话短说：你猜对了，他错了。
我会挑战他（警告：这可能会反击）：
得到一个像2N3055这样的NPN功率晶体管。这些可能需要高达 7A 的基极电流。短接 C 和 E，使 Vce 为零。然后在基极和发射极之间施加 6A 的电流。
请他把手指放在上面。如果他是对的，那么功耗应该为零，因此晶体管根本不会发热。如果你是对的，Ib * Vbe确实会消耗功率并转化为热量。
我很确定他会在半分钟左右改变对 BJT 功耗的看法。
不幸的是，您可能会陷入您的教授不会承认他错了（或至少不如您正确）的位置，以便为自己挽回面子。
我没有书籍建议，但您可以下载免费的 SPICE 程序，如 LTSpice，在其中构建电路，并测量各种电压、电流和功耗。
http://www.linear.com/designtools/software/#LTspice
这可能对您学习如何使用这样的 SPICE 工具很有用（这并不太难），并且您可以享受听教授向您解释 SPICE 一定是错误的乐趣的乐趣。
遗憾的是，你的教授错了。考虑以下电路：
总功率为 (Vi x Ib) + (VCE x Ic)。如果您的教授是正确的，那么电阻器中消耗的功率为 Vi x Ib，但这意味着 Ib = Vi/R1，并且仅当 Vbe 为零时才成立，而事实并非如此。相反，VR = Vi - Vbe。这使得总功率 Vbe x Ib 无法计算。
祝你的教授承认他的错误好运。他显然对问题处理不当，以至于承认自己的错误对他来说非常困难，他可能会猛烈抨击你。至少，确保你私下接近他，因为公开讨论不太可能顺利进行。
即使在私下里，他也很可能会表现出敌意，所以要做好准备。