半導(dǎo)體三極管及其放大電路(1)(完整版)

　　

【正文】 另一種方法是利用專用的晶體管特性圖示儀在示波管上顯示出來。 2022/2/15 第 3章 21 ? (2) 當(dāng)晶體管制成之后，晶體管各極之間的電流關(guān)系是確定的： IE＝ IC+IB IC＝ β I B+I CEO≈ IB 或 i E＝ iC + iB 2022/2/15 第 3章 22 4. 共發(fā)射極連接方式 ? (1) 三種連接方式： ?以三極管的某一個極為公共端可組成三種基本放大電路，即：共基極、共發(fā)射極、共集電極放大電路，如下圖所示。 2022/2/15 第 3章 9 ? (2) BJT的制造工藝特點： a. e區(qū)摻雜濃度最高，以有效的發(fā)射載流子； b. b區(qū)摻雜濃度最低且最薄，以有效的傳輸載流子； c. c區(qū)摻雜濃度適中，面積最大，以有效的收集載流子。 分析放大電路的基本方法： a. 圖解法 b. 小信號模型法 (微變等效電路分析法 ) 2022/2/15 第 3章 4 ?分析的步驟： (Q點 )， 。 ? 對于電壓放大電路來說，主要的技術(shù)指標(biāo)有：電壓增益、輸入阻抗、輸出阻抗和頻響帶寬，這在第一章已作過簡要的介紹。 2022/2/15 第 3章 10 (3) NPN型 BJT的結(jié)構(gòu) ?如圖 。 2022/2/15 第 3章 23 2022/2/15 第 3章 24 (2) 共發(fā)射極放大電路 ?如圖 。 2022/2/15 第 3章 29 1. 共發(fā)射極放大電路的特性曲線 ? (1) 輸入特性曲線 ?輸入特性曲線是描述當(dāng) vCE為某常數(shù)時， iB與vBE之間的關(guān)系曲線。曲線幾乎重合。 ?原因：此時， vCE 已足夠大， J內(nèi)的總場強可把 e區(qū)注入到 b區(qū)的大部分非平衡載流子全部拉到 c區(qū)，形成 iC；另外，因為 iB一定， b區(qū)的非平衡載流子數(shù)目一定，所以，隨著 vCE 的增大， iC基本恒定不變。當(dāng)集電極電流超過此值時，管子的性能將顯著下降，甚至燒壞管子。它決定于集電結(jié)的雪崩擊穿電壓，其數(shù)值較高。 ? Cb Cb2 ：輸入輸出耦合電容。 2022/2/15 第 3章 60 ?為了分析方便。 ?動態(tài)時 ，三極管 各極之間的電壓 及 各極電流值 是 交直流共存 的。 ? (2) 畫出三極管的輸出特性曲線 (圖 b所示 ) 在本電路中，由 IB＝ VBB／ Rb=12V/300kΩ＝ 40μA，所以，vCE和 iC關(guān)系就是三極管對應(yīng)于 iB=IB=40μA的一條輸出特性曲線，即： ［ 轉(zhuǎn) 73］ 2022/2/15 第 3章 71 2022/2/15 第 3章 72 [轉(zhuǎn) 74] 2022/2/15 第 3章 73 (3) 畫出直流負(fù)載線 ? 畫法： ? 由輸出回路電壓方程： vCE ＝ VCC－ iCRc () )()( 40CECBB　　　　　　　　　　　　 AIi　vfi ????2022/2/15 第 3章 74 ?對上式， ?令 iC＝ 0，則 vCE ＝ VCC，在 圖 b坐標(biāo)上可得M(12V,0mA)點； ?令 vCE＝ 0,則 ? iC＝ VCC／ Rc＝ 12V/4kΩ=3mA，在 圖 b 坐 標(biāo) 上 可 得 N(0V,3mA)點。 2022/2/15 第 3章 80 ? ② vCE交流分量 vce(即經(jīng) Cb2隔直后的交流輸出電壓 vo)的幅度遠(yuǎn)比 vi為大，且同為正弦波電壓，體現(xiàn)了放大作用。 ?③考慮放大電路負(fù)載電阻時，其交流負(fù)載電阻為 Rc、 RL的并聯(lián)，用 R‘L表示，即： 2022/2/15 第 3章 85 如圖 (b)所示。 2022/2/15 第 3章 88 2022/2/15 第 3章 89 ? (3) Q點的選擇 ? Q點的位置直接影響了放大電路輸出信號的質(zhì)量。 ?此區(qū)，發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均正偏。 2022/2/15 第 3章 96 小信號模型分析法 (微變等效電路分析法 ) ? BJT小信號建模 ?如圖 。 2022/2/15 第 3章 110 ?由此得到包含四個 H 參數(shù)的 BJT的小信號模型，既 BJT的 H參數(shù)等效電路 (如圖 示 )，這就是把 BJT線性化 后的線性模型。 ?簡化后的模型， hfe用 β代替， hie用 rbe代替。 ［轉(zhuǎn) 119］ 2022/2/15 第 3章 118 2022/2/15 第 3章 119 ? 3. H 參數(shù)的確定 ?在用 H 參數(shù)等效電路分析放大電路之前，首先要得到晶體管在 Q點處的 H參數(shù)，方法： ? (1) 利用晶體管特性圖示儀求 β、 rb e ； ? (2) β為已知，計算 rbe ， rbe的計算可通過下式計算： ? rbe ＝ rb ＋ (1＋ β)re () 2022/2/15 第 3章 120 ?式中， rb為晶體管的基區(qū)體電阻，對于低頻小功率管 rb ≈200Ω； re為發(fā)射結(jié)電阻，在發(fā)射極回路， (1＋ β) re是 re 折合到基極回路時的等效電阻。 ［轉(zhuǎn) 112］ 2022/2/15 第 3章 111 2022/2/15 第 3章 112 ? (2) 關(guān)于小信號模型的討論 ?① 等效電流源 hfeib是通過電路分析而虛擬出來的，它只是代表 BJT的電流控制作用，而非 BJT本身所具有的能源，當(dāng) ib＝ 0時，該電流源就不存在了，即它從屬于 ib，所以稱之為受控電流源。 H參數(shù)在低頻時用的較廣泛 。 ?該區(qū)， IC＝ ICEO≈0， VCE≈VCC，晶體管相當(dāng)于c、 e間開路。 ?另外，當(dāng)信號輸入幅度大時， Q點應(yīng)選得高一些；當(dāng)信號輸入幅度小時，為了降低直流電源 VCC的能量消耗， Q點應(yīng)選得低一些 ，當(dāng)輸入信號過大時，易出現(xiàn)過荷失真。LcLcLcL 　　　　　　RRRR∥R R R ??(2) 交流負(fù)載線的畫法 畫法：由交流通路建立輸出回路的電壓方程式： vce＝ vo＝－ i c R39。這種現(xiàn)象稱為 放大電路的反相作用 ，因而共射極放大電路又叫做反相電壓放大器，它是一種重要的電路組態(tài)。 2022/2/15 第 3章 75 ? (4) 確定 Q點 ?直流負(fù)載線 MN與 IB＝ 40μA的那一條輸出特性曲線的交點，及為靜態(tài)工作點 (Q點 )。 ?例 (P85)：電路如 圖 ，試近似估算它的 Q點。 ?以箭頭指向表示電流的正方向。 2022/2/15 第 3章 54