真空管（电子管）仿真理论4,4.1,4.2,4.3

4新的五极管模型

图3:五极管符号(创建在LTSpice中的模型）在第4节中的开发成抑制栅g3与阴极相连的形式

Koren五极管模型的一个基本问题是，作为三极管连接的五极管模型，通过构造的行为与三极管模型描述的行为不同。这种不一致的问题将通过定义所谓的“Koren电流”来解决。注意，与Koren的原始模型一样，基本假设是抑制栅g3总是处于零电位，因此它的影响没有单独建模。

在五极体的Koren模型中，Koren简化了方程(4)为其潜在的二极管E_{1,T}:

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与方程6：

没有进一步的理由。这种简化的一个基本原理可能是计算效率(在2001年，这可能是一个完全有效的理由)。由于作为五极管的三极管接法模型应该与实际的五极管的三极管接法在三极管模式下具有同样好的拟合性，所以在下面的新模型中并没有采用这种简化。在下一节中，我们将使用下面的定义来定义我们称之为“Koren电流”的“I_{P,Koren}”

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需要注意的是，当前的这个定义不包含任何缩放参数kg1或kg2。

根据Koren电流的定义，我们现在可以写出阳极电流和帘栅极电流:

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和

虽然这可能会提高(特别是)帘流的拟合质量，但它仍然不能提供三极管和五极管(以三极管形式连接)模型之间的一致性。

对于五极管，恒定空间电荷的概念在实验和理论上都得到很好的支持[Spa48]。该概念基于以下事实：对于给定的帘栅压Vg2，总空间电荷以及因此得到的总阴极电流与Va无关-参见AppA的示例。显然，Koren五极管模型(无论是原模型还是新模型)都没有显示恒定空间电流的影响，因为阳极电流显示出对Va，Vg2的依赖性;而帘栅电流并不依赖于此。在本节中，我们将定义用于描述总电流Ia+Ig2的模型。恒定空间电荷概念的关键假设是阳极的“穿透率”Da为零，换句话说，阳极电压变化对阴极电流(或总空间电流)没有影响。看来，对于小信号五极管，这种假设很大程度上是正确的。然而对于功率五极管(和束射四极管)，Da不为零。我仍然需要找出原因。从实际观察看来，阳极电压变化的影响几乎是线性的。我们将通过因子AVa来解释这种影响。在非常低的阳极电压下，总空间充电电流略微降低。因此，忽略低阳极电压时电流的小幅下降，总空间电流(或等效的阴极电流Ic)的表达现在变为：

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注意，通过构造，这里给出了一个五极管的三极管接法的伪阳极电流方程，它非常接近三极管阳极电流的缩放。只有当|A|与零有较大偏差时，三极管缩放与通过添加阳极和帘栅极电流获得的结果之间仍然存在差异。这种差异可以通过考察(18)式对Va值较大时的行为来量化。在这种情况下，我们可以将Ic(Va)近似为：

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我们现在把它写成一个三极管阳极电流，其中除指数x外的所有参数保持不变:

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这意味着我们寻求这样的δx：

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当我们假设V_{a}=V_{a,max}非常大时，我们可以将δx近似为：

22

对于所有实际情况，我们取V_{a,rmmax}=500V(注意，这个电压的精确值不是很关键)。对于A=0,我们显然已经使δx=0,并且三极管模型和五极管模型之间的对应关系是绝对的。对于A大幅偏离零的情况下,在许多功率五极管中，三极管参数等于五极管模型中的三极管参数，除了如等式(22)所述的偏差δx。2015年6月之前在中传播的模型版本中，此校正δx未包含在三极管模型中。然而，对于一些五极管，这可能导致三极管模型和五极管模型(阳极和g2连接)的阳极电流差异大约为10％。校正后，这种差异减少到约1％。

在下面几节中，将进一步探讨恒定空间电流的概念。