晶體管電路設(shè)計(jì)

晶體管電路設(shè)計(jì)第1頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五電壓源與電流源電壓源：無論接什么負(fù)載，端電壓不能變。電壓源本質(zhì)上要能提供極大的電流。當(dāng)負(fù)載阻抗很小時(shí)，也能通過加大電流來維持電壓不變。電流源：無論接什么負(fù)載，電流不能變。電流源本質(zhì)上要能產(chǎn)生極高的電壓。當(dāng)負(fù)載電阻很大（甚至斷開）時(shí)，電流源產(chǎn)生極高的電壓即使擊穿空氣，也要維持電流不變。第2頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五電子器件的本質(zhì)我們?nèi)绻皬?qiáng)加”一個(gè)電壓在某個(gè)器件上，那么器件上“被迫”流過的電流就是不可控的，電流具體是多少，則是該器件的性質(zhì)。同理，我們?nèi)绻皬?qiáng)行”讓一個(gè)電流流過某器件，那么該器件兩端“反抗”電壓是不可控的，電壓具體是多少，則是該器件的性質(zhì)。第3頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五重新認(rèn)識(shí)電阻電阻：對(duì)電流起阻礙作用的元件。電阻依靠改變其端電壓來限制電流。第4頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五電容電容：維持電壓不變的元件電容依靠吸收或釋放足量的電流，來維持電壓不變。第5頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五電感電感：維持電流不變的元件電感依靠產(chǎn)生足夠的高壓，來維持電流不變。第6頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五二極管二極管只能流過正向電流，反向阻斷如果流過正向電流，那么憑什么二極管增加電流卻不增加“阻礙”電流增長(zhǎng)的電壓？第7頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五什么是PN結(jié)的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)？導(dǎo)體電阻率很?。妼?dǎo)率很大）好比1萬條車道的高速公路。電流好比是車輛，電壓好比是通行時(shí)間。車流越大，必然通行時(shí)間越長(zhǎng)。由于車道數(shù)太多，導(dǎo)體不可控！！第8頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五半導(dǎo)體好比是受交通管制的1-100車道高速公路，先天犧牲了車道數(shù)，但是換來了可控。當(dāng)車流很小，只開1條車道，通行所花時(shí)間為0.7V。車流很大時(shí)，多開車道，反正保證通行花的時(shí)間是0.7V。即使考慮電導(dǎo)調(diào)制，半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力也遠(yuǎn)不及導(dǎo)體，半導(dǎo)體是犧牲了導(dǎo)流性能換來了可控性！第9頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管：正向特性等同普通二極管，導(dǎo)通后端電壓0.7V。反向可被擊穿導(dǎo)電，擊穿后，端電壓維持標(biāo)定值。穩(wěn)壓二極管依靠改變流過自身的電流來達(dá)到端電壓穩(wěn)定。第10頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五NPN型晶體三極管當(dāng)ib和ic存在時(shí)三極管通過改變uce來實(shí)現(xiàn)如果uce減小到0，ic仍不夠大，那么三極管將飽和，β將不是常數(shù)。如果ic不存在，稱為三極管截止。第11頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五三極管恒流源電路（放電恒流源）思考1、當(dāng)電容電壓為10V時(shí)，UCE=?2、當(dāng)電容電壓為3V時(shí)呢？第12頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五三極管恒流源電路（充電恒流源）思考1、當(dāng)R電阻為1kΩ時(shí)，UCE=?2、當(dāng)R電阻為20kΩ時(shí)，UCE=?第13頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五1、共射放大電路問題：1、怎樣保證iB一定存在？2、Uo是交流還是直流？？第14頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五波形分析第15頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五實(shí)用的共射放大電路1、如何給輸入信號(hào)提升2V？2、如何給輸出信號(hào)降低8.5V？第16頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五第17頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五設(shè)計(jì)要求：對(duì)1kHz，1Vpp正弦信號(hào)放大5倍，負(fù)載電阻100k。1、選定VCC2、設(shè)定Ic3、根據(jù)負(fù)載設(shè)定Rc4、根據(jù)放大倍數(shù)計(jì)算Re5、根據(jù)VEQ計(jì)算VBQ6、計(jì)算R1和R2比值7、依據(jù)工程上“遠(yuǎn)大于”選定合適R1和R2。8、根據(jù)高通濾波器截止頻率，選定C1和C2第18頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五放大電路的失真第19頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五擴(kuò)大放大倍數(shù)1、VCC與GND交流電位相等2、電解電容對(duì)交流電短路。3、直流壓降（常數(shù)壓降）對(duì)交流信號(hào)短路。第20頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五繼續(xù)增大放大倍數(shù)實(shí)際放大倍數(shù)與β差不多第21頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五選頻放大（放大特定頻率）第22頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五減小高頻放大（高頻濾波）第23頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五高頻增強(qiáng)放大（預(yù)加重電路）第24頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五三極管的敵人：溫漂溫度會(huì)引起UBE的變化(-2.5mV/OC)第25頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五實(shí)用的差分放大電路:

1、消滅溫漂

2、單端輸入、單端輸出第26頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五共射放大電路的優(yōu)缺點(diǎn)第27頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五第28頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五輸入輸出阻抗怎么測(cè)？輸入阻抗：當(dāng)ui=2ui’時(shí)，待測(cè)電路輸入阻抗為Ri。輸出阻抗：空載輸出電壓為uo，帶載輸出電壓為uo’，如果uo=2uo’，那么輸出阻抗就是Ro。第29頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五第30頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五2、共集放大電路（射隨電路）思考：1、射隨電路是否有密勒效應(yīng)？2、射隨電路的輸入阻抗？3、射隨電路的輸出阻抗？第31頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五共集放大電路（甲類功放）問題：1、RE如何取值？2、RE取值過小會(huì)發(fā)生什么？3、RE取值過大會(huì)發(fā)生什么？第32頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五射隨電路的底部失真第33頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五射隨電路的底部失真第34頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五推挽放大電路（乙類功放電路）PNP三極管代替電阻RE當(dāng)Ui正半周時(shí)，NPN工作。當(dāng)Ui負(fù)半周時(shí)，PNP工作所有電流均流向負(fù)載。問題：當(dāng)-0.7V<Vi<0.7V時(shí)，會(huì)發(fā)生什么情況？第35頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五改進(jìn)型乙類功放思考：1、當(dāng)Ui=0.01V時(shí)，UO=？2、當(dāng)Ui=-0.01V時(shí)，UO=？問題：1、二極管壓降與三極管UBE壓降是否一定相等？2、萬惡的溫漂來臨會(huì)發(fā)生什么？3、大功率乙類功放會(huì)過熱燒毀，必須用甲乙類。第36頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五射極跟隨器的應(yīng)用思考1、共射+射隨有什么好處？2、為什么共射的輸出濾波器和射隨的輸入偏置省略了？3、靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)計(jì)原則有哪些？4、共射+射隨解決了頻率特性差的問題嗎？第37頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五3、共基放大電路1、該電路必須有電壓放大能力2、該電路不能有米勒效應(yīng)缺點(diǎn)：1、輸入阻抗小2、輸出阻抗大第38頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五共基放大電路的拓展（沃爾漫化）思考：上方三極管的引入會(huì)改變共射放大電路輸出電壓關(guān)系式嗎？R3和R4什么作用？米勒效應(yīng)還存在嗎？怎樣在一個(gè)復(fù)雜電路中看待三極管？第39頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五差分輸入、沃爾曼化、推挽輸出放大電路第40頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五4、場(chǎng)效應(yīng)晶體管Ｎ管Ｐ管結(jié)型增強(qiáng)型

耗盡型

三極管第41頁，共43頁，2023年，2月20日，星期五總結(jié)：輸入信號(hào)加載在ＢＥ上或者ＧＳ上。Ｎ型管Ｄ或者Ｃ接高電位，Ｐ型的相反。三極管等效為

流控電流源CCCS，“