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文檔簡介
課題一常用電子元器件認(rèn)知與測(cè)量1.1電阻器1.2電容器1.3電感器1.4半導(dǎo)體二極管1.5半導(dǎo)體三極管1.6表面安裝電子元器件課題小結(jié)
1.1電阻器
1.1.1電阻器的作用與分類
1.電阻器的作用
電阻器是利用金屬或非金屬材料制成的在電路中對(duì)電流通過有阻礙作用的電子元件。電阻器在電子電路中的作用主要有:限制電流、降低電壓、分配電壓、向各種電子元器件提供必需的工作電壓和電流等。
2.電阻器的分類
1)按結(jié)構(gòu)分類
電阻器按其結(jié)構(gòu)分為固定式電阻器、半可調(diào)式電阻器和電位器三大類。在電子電路中,它們的圖形符號(hào)見表1.1。
2)按材料分類
電阻器按其構(gòu)成材料分為碳膜電阻器、金屬膜電阻器、實(shí)心碳膜電阻器、碳膜電位器等。
常用電阻器的外形圖如圖1.1所示。圖1.1常用電阻器的外形圖
1.1.2電阻器的主要參數(shù)與標(biāo)記
1.電阻器的主要參數(shù)
電阻器的主要參數(shù)有標(biāo)稱值及允許誤差、額定功率等。這些參數(shù)是電子電路中合理選用電阻器的主要依據(jù)。
1)電阻器的標(biāo)稱值及允許誤差
電阻器表面所標(biāo)的電阻值就是標(biāo)稱值。常用單位有歐(Ω)、千歐(kΩ)和兆歐(MΩ),它們之間的換算關(guān)系為
2)電阻器的額定功率
當(dāng)電流通過電阻器時(shí),電阻器因消耗功率而發(fā)熱。電阻器能承受的溫度是有限的,若不加以限制,電阻器就會(huì)被燒壞,其所能承受的溫度用其額定功率來加以控制。電阻器長時(shí)間工作時(shí)允許消耗的功率稱為額定功率,常用瓦(W)表示。電阻器額定功率的標(biāo)稱值通常有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、3W、5W和10W等。在電子電路中常用圖1.2所示的符號(hào)來表示電阻器的額定功率。額定功率愈大,電阻器的體積愈大。圖1.2電阻器的額定功率(瓦數(shù))圖形符號(hào)
2.電阻器的標(biāo)記
1)數(shù)標(biāo)法
數(shù)標(biāo)法是在電阻器表面直接用數(shù)字標(biāo)出其阻值和允許誤差等級(jí)。例如有一只電阻器上標(biāo)有“47kⅡ”的字樣,表示它的標(biāo)稱值是47kΩ,允許誤差不超過±10%。
2)色環(huán)法
體積較小的電阻器采用色環(huán)法表示其阻值和允許誤差。色環(huán)法是一種用顏色表示電阻器標(biāo)稱值和允許誤差的方法,一般使用四道色環(huán)或五道色環(huán),各種顏色代表不同的數(shù)字。
色環(huán)顏色代表的數(shù)字和意義見表1.2。
四道色環(huán)的固定電阻器如圖1.3(a)、(b)所示。拿到一只電阻器后,將金色或銀色的那一道色環(huán)放在右邊,從左至右便是第一、二、三、四道色環(huán),第一道色環(huán)表示電阻值的第一位數(shù)字,第二道色環(huán)表示電阻值的第二位數(shù)字,第三道色環(huán)表示阻值后加幾個(gè)零,即倍乘數(shù),阻值單位為Ω,第四道色環(huán)表示允許誤差。讀出的阻值大于1000Ω時(shí),應(yīng)換算成較大單位的阻值,這就是“夠千進(jìn)位”的原則。這樣就可讀出圖1.3(a)所示電阻器的標(biāo)稱阻值是1500Ω(應(yīng)換算成1.5kΩ),允許誤差為±5%;圖1.3(b)所示電阻器的標(biāo)稱值是100000Ω(應(yīng)換算成100kΩ),允許誤差為±10%。圖1.3四道色環(huán)電阻器的表示方法
五道色環(huán)固定電阻器(也稱精密電阻器)如圖1.4(a)、(b)所示。圖1.4五道色環(huán)電阻器的表示方法
1.1.3其他電阻器及電阻器的檢測(cè)
1.半可調(diào)式電阻器和電位器
1)半可調(diào)式電阻器
半可調(diào)式電阻器又稱微調(diào)電阻器,其實(shí)物圖如圖1.5所示。圖1.5半可調(diào)式電阻器實(shí)物圖
2)電位器
電位器實(shí)際上是一個(gè)可調(diào)電阻器,典型的電位器實(shí)物圖如圖1.6所示。圖1.6電位器的實(shí)物圖
2.電阻器的質(zhì)量檢測(cè)
1)檢測(cè)固定電阻器
固定電阻器的質(zhì)量好壞比較容易鑒別。對(duì)新買的電阻器先進(jìn)行外觀檢查,看外觀是否端正,標(biāo)志是否清晰,保護(hù)漆層是否完好。然后用萬用表測(cè)量電阻值,看其測(cè)量阻值與標(biāo)稱值是否一致,相差值是否在允許誤差的范圍之內(nèi)。
2)檢測(cè)電位器
電位器的檢測(cè)方法如下:
(1)檢測(cè)電位器固定端的阻值。電位器固定端的阻值即為電位器的標(biāo)稱值,測(cè)試方法如圖1.7(a)所示。
(2)檢測(cè)電位器可變端的阻值。測(cè)量電位器活動(dòng)端和固定端之間的可變電阻值,萬用表的接法如圖1.7(b)所示。圖1.7電位器的檢測(cè)
1.1.4排電阻
排電阻(LineofResistance)也叫集成電阻,是一種集多只電阻于一體的電阻器件。
1.識(shí)別方法
排電阻的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1.8所示。圖1.8排電阻的外形與內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖
2.測(cè)量方法
測(cè)量排電阻的方法比較簡單。對(duì)已知引腳排列順序的排電阻,可將一支表筆接公共引腳,用另一支表筆依次測(cè)量每個(gè)電阻,其阻值應(yīng)符合標(biāo)稱值。
1.2電容器
1.2.1電容器的作用與分類
1.電容器的作用電容器具有“隔直通交”的作用。這一特性被廣泛應(yīng)用,在電子電路中,電容器常用來隔斷直流電、旁路交流電,還可以進(jìn)行信號(hào)調(diào)諧、耦合、濾波、去耦等。
2.電容器的分類與符號(hào)
1)電容器的分類
(1)按結(jié)構(gòu)分類:電容器按結(jié)構(gòu)分為固定電容器、可變電容器和微調(diào)電容器三類。
(2)按介質(zhì)分類:電容器按介質(zhì)分為陶瓷電容器、云母電容器、紙介電容器、油質(zhì)電容器、薄膜電容器、電解電容器、鉭電容器等。
常見電容器的外形圖如圖1.9所示。圖1.9常見電容器的外形圖
2)電容器的符號(hào)
電容器在電子電路中的符號(hào)見表1.3。
1.2.2電容器的主要參數(shù)與標(biāo)記
1.電容器的主要參數(shù)
電容器的主要參數(shù)有標(biāo)稱電容量、允許誤差、耐壓、絕緣電阻等。
1)標(biāo)稱電容量和允許誤差
電容器的電容量是指電容器加上電壓后儲(chǔ)存電荷的能力大小,簡稱電容,用字母C表示。
2)耐壓
電容器長期可靠工作時(shí),能承受的最大直流電壓就是電容器的耐壓,也稱為電容器的直流工作電壓。
3)絕緣電阻
由于電容器兩極板間的介質(zhì)不是絕對(duì)的絕緣體,因而其電阻不是無窮大,而是一個(gè)有限值。電容器兩極之間的電阻稱為絕緣電阻,或稱為漏電電阻。
2.電容器的標(biāo)記
電容器的表面要求標(biāo)出主要參數(shù)、商標(biāo)及制造日期。常用的標(biāo)記方法有直標(biāo)法、數(shù)字符號(hào)法、數(shù)碼標(biāo)注法和色碼標(biāo)注法。
1)直標(biāo)法
直標(biāo)法就是將電容器的標(biāo)稱容量、允許誤差、耐壓等數(shù)值印在電容器表面上。另外,還有不標(biāo)電容單位的直標(biāo)法,即用一位到四位大于1的數(shù)字表示電容量,單位是pF;用零點(diǎn)幾表示容量大小時(shí),單位是μF,如圖1.10所示。圖1.10電容器參數(shù)的直標(biāo)法
2)數(shù)字符號(hào)法
將電容器的主要參數(shù)用數(shù)字和單位符號(hào)按一定規(guī)則進(jìn)行標(biāo)注的方法,稱為數(shù)字符號(hào)法。其標(biāo)注形式如下:
容量的整數(shù)部分容量的單位符號(hào)容量的小數(shù)部分
其中容量的單位符號(hào)就是電容量單位代號(hào)中的第一個(gè)字母。
3)數(shù)碼標(biāo)注法
用三位數(shù)字表示電容量大小的標(biāo)注方法,稱為數(shù)碼標(biāo)注法。三位數(shù)字中前兩位數(shù)表示電容量值的第一、二位有效數(shù)字,第三位數(shù)字表示前兩位有效數(shù)字后“0”的個(gè)數(shù),這樣得到的電容量單位是pF,如圖1.11所示。圖1.11電容器參數(shù)的數(shù)碼標(biāo)注法
4)色碼標(biāo)注法
用三種色環(huán)表示電容量大小的標(biāo)注方法,稱為色碼標(biāo)注法。其顏色對(duì)應(yīng)的數(shù)字及意義與色環(huán)電阻中的一樣。識(shí)讀方法是沿著引出線的方向,分別是第一、二、三道色環(huán),第一、
二道色環(huán)表示電容量的前兩位有效數(shù)字,第三道色環(huán)表示有效數(shù)字后“0”的個(gè)數(shù),這樣讀得的電容量單位是pF,如圖1.12所示。圖1.12電容器參數(shù)的色碼標(biāo)注法
1.2.3電容器的檢測(cè)
1.無極性電容器的檢測(cè)
常用無極性電容器有陶瓷電容器、滌綸電容器、云母電容器、鉭電容器等。
測(cè)量時(shí)若出現(xiàn)下列幾種情況,則說明電容器質(zhì)量有問題。
(1)測(cè)量時(shí),萬用表表針一下擺到“0”之后不回?cái)[,說明該電容器已經(jīng)被擊穿短路。
(2)測(cè)量時(shí),萬用表表針向右微微擺動(dòng)后不回?cái)[到“∞”,說明該電容器有漏電現(xiàn)象;其電阻值愈小,漏電愈大,該電容器的質(zhì)量就越差。
(3)測(cè)量時(shí),萬用表表針沒有擺動(dòng),說明該電容器已經(jīng)斷路。
對(duì)于電容量在0.1μF以下的無極性電容器,可以用萬用表的歐姆擋(R×10kΩ)來測(cè)量電容器的兩極,其質(zhì)量好壞的判別方法同上。
2.電解電容器的檢測(cè)
檢測(cè)時(shí),一般用萬用表的歐姆擋(R×1kΩ),紅表筆接電容器的負(fù)極,黑表筆接電容器的正極,迅速觀察萬用表指針的偏轉(zhuǎn)情況。測(cè)量時(shí)表針首先向右偏轉(zhuǎn),然后慢慢地向左回疊,并穩(wěn)定在某一數(shù)值上(如圖1.13所示),表針穩(wěn)定后得到的阻值是幾百千歐以上,則說明被測(cè)電容是好的。圖1.13電解電容器的檢測(cè)
測(cè)量時(shí)若出現(xiàn)下列幾種情況,則說明電容器的質(zhì)量有問題。
(1)測(cè)量時(shí),萬用表指針沒有向右偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,說明該電容器因電解液已干涸而不能使用了。
(2)測(cè)量時(shí),萬用表指針向右偏轉(zhuǎn)到很小的數(shù)值,甚至為零,且指針沒有回疊現(xiàn)象,說明該電容器已被擊穿而造成短路。
(3)測(cè)量時(shí),萬用表指針向右偏轉(zhuǎn),然后慢慢地向左回疊,但最后穩(wěn)定的阻值在幾百kΩ以下,說明該電容器有漏電現(xiàn)象發(fā)生,一般就不能使用了。
3.可變電容器的檢測(cè)
可變電容器分為單連可變電容器和雙連可變電容器。單連可變電容器只有動(dòng)片和定片之分,與軸連接的為動(dòng)片,另一片為定片。雙連可變電容器有三個(gè)引出極,中間是動(dòng)片,另外兩個(gè)是定片,如圖1.14所示。圖1.14雙連可變電容器的檢測(cè)
1.3電感器
電感器是指在電子電路中能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)換功能的電感線圈和各種變壓器。在電子電路中,將電感器、電阻器、電容器及三極管等元件進(jìn)行適當(dāng)?shù)亟M合,能構(gòu)成放大器、振蕩器等電子電路
1.3.1電感線圈的種類及主要參數(shù)
1.電感線圈的種類
電感線圈是用漆包線或繞包線繞在絕緣管或鐵芯上的一種電子元件。電感線圈簡稱為線圈,在電路中用字母L表示,常用圖形符號(hào)如圖1.15所示。圖1.15常用線圈的圖形符號(hào)
線圈種類很多,按磁體性質(zhì)分為空芯線圈和磁芯線圈;按線圈形式分為固定電感線圈和可變電感線圈。這里僅介紹以下幾種線圈
1)單層螺旋管線圈
這種線圈是用絕緣導(dǎo)線逐圈地繞在絕緣管上形成的,如圖1.16所示。圖1.16單層螺旋管線圈
2)磁棒式線圈
這種線圈是用絕緣導(dǎo)線或鍍銀線繞在磁棒上制成的,其電感量可以調(diào)節(jié),如圖1.17所示。圖1.17磁棒式線圈
3)鐵氧體線圈
為了便于調(diào)整,在線圈中加入帶螺紋的鐵氧體磁芯,如圖1.18所示。轉(zhuǎn)動(dòng)磁芯可以調(diào)整磁芯和線圈的相對(duì)位置,從而改變線圈的電感量。圖1.18鐵氧體線圈
2.電感線圈的主要參數(shù)
1)線圈的電感量
我們從電工學(xué)中得知,當(dāng)電流通過任何導(dǎo)體時(shí),導(dǎo)體周圍就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),如果電流發(fā)生變化,則磁場(chǎng)也隨之變化,而磁場(chǎng)變化又會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這種感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是由于導(dǎo)體本身電流變化而引發(fā)的,所以稱為自感。
在一定變化電流的作用下,線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,稱為線圈的電感量,簡稱電感。電感量的單位是亨利(H)。它的物理意義是:當(dāng)通過線圈的電流每秒鐘變化為1安培,所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為1伏時(shí),線圈的電感量為1亨利。電感量常用單位有毫亨(mH)和微亨(μH),其換算關(guān)系為
2)品質(zhì)因數(shù)
品質(zhì)因數(shù)是電感線圈的另一個(gè)主要參數(shù)。通常用字母Q表示,Q值愈高表明線圈的功率損耗愈小,效率愈高。
3)線圈的標(biāo)稱電流
線圈的標(biāo)稱電流是指線圈允許通過的電流大小。
3.電感線圈的測(cè)量和使用
1)電感線圈的測(cè)量
電感線圈的精確測(cè)量要用專用的電子儀表,一般可用萬用表測(cè)量電感線圈的電阻以此來大致判斷其好壞。一般電感線圈的直流電阻很小,當(dāng)線圈的電阻為無窮大時(shí),說明線圈
內(nèi)部或引出端已斷線。
2)電感線圈的使用
在使用線圈時(shí),不要隨意改變線圈的形狀、大小和線圈的距離,否則會(huì)影響線圈原來的電感量??烧{(diào)線圈應(yīng)安裝在易于調(diào)節(jié)的位置,以便調(diào)整線圈的電感量,使其達(dá)到最理想的工作狀態(tài)。
1.3.2變壓器的分類及檢測(cè)
變壓器由初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵芯組成,如圖1.19(a)所示,其圖形符號(hào)如圖1.19(b)所示。圖1.19變壓器的組成及圖形符號(hào)
1.變壓器的分類
1)低頻變壓器
低頻變壓器可分為音頻變壓器和電源變壓器。
2)中頻變壓器
中頻變壓器(俗稱中周)是超外差收音機(jī)和電視機(jī)中頻放大器中的重要元件。它對(duì)收音機(jī)的靈敏度、選擇性及電視機(jī)的圖像清晰度等整機(jī)技術(shù)指標(biāo)都有很大的影響。中頻變壓器
一般和電容器組成諧振回路。
3)高頻變壓器
收音機(jī)里所用的振蕩線圈、高頻放大器的負(fù)載回路和天線線圈都是高頻變壓器。
2.變壓器的檢測(cè)及使用
檢測(cè)變壓器最簡便的方法是:選擇萬用表的R×10Ω擋,分別測(cè)量初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的電阻值,阻值在幾歐至幾百歐之間,說明變壓器性能良好;如果某級(jí)線圈的電阻值為無窮大,則說明這個(gè)線圈斷路了。
使用電源變壓器時(shí)要分清初級(jí)和次級(jí)。變壓器工作時(shí)要發(fā)熱,必須考慮到安放位置要有利于散熱。
使用音頻變壓器時(shí)要分清同名端。同名端即表示變壓器初、次級(jí)線圈電壓極性相同的兩點(diǎn),而在電子電路中必須要注意電壓極性。一般變壓器塑料罩有凸點(diǎn)的一端即表示同名
端。
1.4半導(dǎo)體二極管
1.4.1半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)半導(dǎo)體是一種導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料,常用的半導(dǎo)體材料有硅(Si)和鍺(Ge)的單晶體。導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體導(dǎo)電性能的差異,在于它們內(nèi)部運(yùn)載電荷的粒子——載流子濃度的不同。
純凈半導(dǎo)體導(dǎo)電能力很弱,稱為本征半導(dǎo)體。為了改善半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力,給純凈半導(dǎo)體摻入某些微量元素,其導(dǎo)電能力會(huì)明顯增強(qiáng),這種半導(dǎo)體稱為摻雜半導(dǎo)體或雜質(zhì)半導(dǎo)體。實(shí)際使用的半導(dǎo)體大多數(shù)是雜質(zhì)半導(dǎo)體,如:在純凈半導(dǎo)體硅或鍺中摻入微量的三價(jià)元素硼、銦等,或摻入微量的五價(jià)元素磷、砷、銻等。
1.4.2PN結(jié)及其特性
1.P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體
半導(dǎo)體中有兩種載流子,一種是帶負(fù)電的自由電子,另一種是帶正電的空穴。在純凈半導(dǎo)體中兩者數(shù)目相等,而雜質(zhì)半導(dǎo)體中則數(shù)目不等。按照半導(dǎo)體中載流子主流形式的不
同,把半導(dǎo)體分為P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體。
2.PN結(jié)及其特性
在硅或鍺的單晶基片上,分別加工出P型區(qū)和N型區(qū),在它們的交界面上會(huì)形成一個(gè)特殊的薄層,稱為PN結(jié),如圖1.20所示。PN結(jié)具有單向?qū)щ姷奶匦裕@種特性可以通過實(shí)驗(yàn)加以證明。取一個(gè)PN結(jié)分別接成如圖1.21所示的電路。實(shí)驗(yàn)證明,如圖1.21(a)所示電路的燈泡發(fā)亮,說明此時(shí)PN結(jié)電阻很小,處于“導(dǎo)通”狀態(tài)。當(dāng)把電路切換成如圖1.21(b)所示的電路時(shí),燈泡不亮了,說明此時(shí)PN結(jié)電阻很大,處于“截止”狀態(tài)。圖1.20PN結(jié)示意圖圖1.21PN結(jié)單向?qū)щ妼?shí)驗(yàn)電路
1.4.3半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)、類型及特性
1.半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)
半導(dǎo)體二極管又稱晶體二極管,簡稱二極管。二極管就是由一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成的最簡單的半導(dǎo)體器件。在一個(gè)PN結(jié)的P型區(qū)和N型區(qū)分別引出一根線,然后封裝在管殼內(nèi),就制成了一只二極管。P區(qū)引出端稱為正極(又稱陽極),N區(qū)引出端稱為負(fù)極(又稱陰極)。二極管的文字符號(hào)為VD,圖形符號(hào)如圖1.22所示,圖形符號(hào)中箭頭表示PN結(jié)的正向電流的方向。常見二極管的外形如圖1.23所示。1.22二極管符號(hào)圖1.23常見二極管的外形
2.半導(dǎo)體二極管的類型
二極管按材料的不同分為硅二極管和鍺二極管兩大類;按PN結(jié)特點(diǎn)分為點(diǎn)接觸型和面接觸型兩類。
二極管按用途分為普通二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、熱敏二極管、光敏二極管、開關(guān)二極管、發(fā)光二極管等。
3.半導(dǎo)體二極管的特性
1)伏安特性
由于二極管的基本材料不同,其伏安特性也有所不同。如圖1.24(a)所示為硅二極管的伏安特性曲線;如圖1.24(b)所示為鍺二極管的伏安特性曲線。現(xiàn)以如圖1.24(a)所示的硅二極管為例來分析二極管的伏安特性。圖1.24二極管的伏安特性
2)溫度特性
由于半導(dǎo)體的熱敏性,使二極管對(duì)溫度很敏感,溫度對(duì)二極管伏安特性的影響如圖1.25所示。
由圖1.25可見,溫度對(duì)二極管伏安特性有下列影響:
(1)當(dāng)溫度升高時(shí),二極管的正向特性曲線向左移動(dòng),正向?qū)妷簻p小。
(2)當(dāng)溫度升高時(shí),二極管的反向特性曲線向下移動(dòng),反向飽和電流增大。
(3)當(dāng)溫度升高時(shí),反向擊穿電壓減小。
綜上所述,溫度升高時(shí),二極管的導(dǎo)通電壓UF降低,反向擊穿電壓UBR減小,反向飽和電流IS增大。圖1.25溫度對(duì)二極管伏安特性的影響
1.4.4半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)與測(cè)試
二極管的參數(shù)是定量描述二極管性能的質(zhì)量指標(biāo),只有正確理解這些參數(shù)的意義,才能合理、正確地使用二極管。
1.二極管的主要參數(shù)
1)最大整流電流IF
2)最高反向工作電壓URM
3)反向飽和電流IS
2.特殊二極管及其主要參數(shù)
特殊用途的二極管在電子設(shè)備中早已得到廣泛的應(yīng)用,這里簡單介紹幾種特殊用途的二極管。
1)穩(wěn)壓二極管
(1)穩(wěn)壓特性。穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線、圖形符號(hào)及穩(wěn)壓管電路如圖1.26所示,它的正向特性曲線與普通二極管相似,而反向擊穿特性曲線很陡。圖1.26穩(wěn)壓管的伏安特性曲線、圖形符號(hào)及穩(wěn)壓管電路
(2)基本參數(shù)。
①穩(wěn)定電壓UZ:是指在規(guī)定的測(cè)試電流下,穩(wěn)壓管在擊穿區(qū)時(shí)的工作電壓。
②穩(wěn)定電流IZ:指穩(wěn)壓管在穩(wěn)定電壓時(shí)的工作電流,其范圍在IZ(min)~IZ(max)之間。
③最小穩(wěn)定電流IZ(min):指穩(wěn)壓管進(jìn)入反向擊穿區(qū)時(shí)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)電流,穩(wěn)壓管工作時(shí),反向電流必須大于IZ(min),否則不能穩(wěn)壓。
④最大穩(wěn)定電流IZ(max):指穩(wěn)壓管長期工作時(shí)允許通過的最大反向電流,其工作電流應(yīng)小于IZ(max)。
⑤最大耗散功率PM
:當(dāng)管子的工作電流大于IZ(max)時(shí)管子功耗增加,使PN結(jié)溫度上升而造成熱擊穿,這時(shí)的功耗稱最大耗散功率(即PM=IZ(max)·UZ)。
⑥動(dòng)態(tài)電阻rZ:其定義為rZ=ΔUZ/ΔIZ。rZ越小,說明ΔIZ引起的穩(wěn)定電壓變化越小,即ΔUZ越小,穩(wěn)壓性能就越好。
2)光電二極管
光電二極管的結(jié)構(gòu)與普通二極管基本相同,只是在它的PN結(jié)處,通過管殼上的一個(gè)玻璃窗口能接收外部的光照。光電二極管的PN結(jié)在反向偏置狀態(tài)下運(yùn)行,其反向電流隨光照強(qiáng)度的增加而上升。圖1.27(a)是光電二極管的圖形符號(hào),圖1.27(b)是它的等效電路,而圖1.27(c)是它的特性曲線。圖1.27光電二極管
3)發(fā)光二極管
發(fā)光二極管是一種能把電能轉(zhuǎn)換成光能的特殊器件。這種二極管不僅具有普通二極管的正、反向特性,而且當(dāng)給管子施加正向偏壓時(shí),管子還會(huì)發(fā)出可見光和不可見光(即電致發(fā)光)。目前應(yīng)用的有紅、黃、綠、藍(lán)、紫等顏色的發(fā)光二極管。此外,還有變色發(fā)光二極管,即當(dāng)通過二極管的電流改變時(shí),發(fā)光顏色也隨之改變。如圖1.28(a)所示為發(fā)光二極管的圖形符號(hào)。發(fā)光二極管常用來作為顯示器件,除單個(gè)使用外,也常做成七段式或矩陣式器件。發(fā)光二極管的另一個(gè)重要用途是將電信號(hào)變?yōu)楣庑盘?hào),通過光纜傳輸,然后用光電二極管接收,再現(xiàn)電信號(hào)。如圖1.28(b)所示為發(fā)光二極管發(fā)射電路通過光纜驅(qū)動(dòng)的光電二極管電路。圖1.28發(fā)光二極管
4)變?nèi)荻O管
二極管結(jié)電容的大小除了與本身的結(jié)構(gòu)和工藝有關(guān)外,還與外加電壓有關(guān)。結(jié)電容隨反向電壓的增加而減小,這種效應(yīng)顯著的二極管稱為變?nèi)荻O管,其圖形符號(hào)如圖1.29(a)
所示,圖1.29(b)是某種變?nèi)荻O管的特性曲線。圖1.29變?nèi)荻O管
3.二極管的測(cè)試與選用
1)二極管的測(cè)試
(1)普通二極管的測(cè)試。鑒別二極管好壞最簡單的方法是用萬用表測(cè)其正、反向電阻,如圖1.30所示
(2)穩(wěn)壓管的測(cè)試。
(3)發(fā)光二極管的測(cè)試。
(4)普通二極管極性判別。
圖1.30二極管的測(cè)試
2)二極管的選用
工作中,一般可根據(jù)用途和電路的具體要求來選擇二極管的種類、型號(hào)及參數(shù)。
選用檢波二極管時(shí),主要是工作頻率要符合電路頻率的要求,結(jié)電容小的檢波效果較好。常用檢波二極管有2AP系列,也可用鍺開關(guān)二極管2AK系列代替。
選用整流二極管時(shí),主要考慮其最大整流電流和最高反向工作電壓是否滿足電路要求。常用的整流二極管有2CP、2CZ系列。
1.5半導(dǎo)體三極管
1.5.1三極管(雙極型半導(dǎo)體三極管)1.三極管的結(jié)構(gòu)和類型三極管是在一塊半導(dǎo)體上用摻入不同雜質(zhì)的方法制成兩個(gè)緊挨著的PN結(jié),并引出三個(gè)電極,如圖1.31所示。圖1.31三極管的組成與符號(hào)
常見三極管的外形如圖1.32所示。圖1.32常見三極管的外形
2.三極管的放大作用
1)三極管的工作電壓和基本連接方式
(1)工作電壓。三極管要實(shí)現(xiàn)放大作用必須滿足的外部條件為:發(fā)射結(jié)加正向電壓,集電結(jié)加反向電壓,即發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。如圖1.33所示。圖1.33三極管電源的接法
(2)基本連接方式。三極管有三個(gè)電極,而在連成電路時(shí)必須由兩個(gè)電極接輸入回路,兩個(gè)電極接輸出回路,這樣勢(shì)必有一個(gè)電極作為輸入和輸出回路的公共端。根據(jù)公共端的不同,有以下三種基本連接方式:
①共發(fā)射極接法(簡稱共射接法)。如圖1.34(a)所示。
②共基極接法(簡稱共基接法)。如圖1.34(b)所示。
③共集電極接法(簡稱共集接法)。如圖1.34(c)所示。
圖1.34中“⊥”表示公共端,又稱接地端。無論采用哪種接法,都必須滿足發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。圖1.34三極管電路的三種組態(tài)
2)電流放大原理圖1.35NPN型三極管中載流子的運(yùn)動(dòng)和各極電流
3.三極管的特性曲線及主要參數(shù)
1)三極管的特性曲線
三極管的特性曲線是指各極電壓與電流之間的關(guān)系曲線,它是三極管內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的外部表現(xiàn)。從使用角度來看,外部特性顯得更為重要。因?yàn)槿龢O管的共射接法應(yīng)用最廣,
故以NPN管共射接法為例來分析三極管的特性曲線。由于三極管有三個(gè)電極,它的伏安特性曲線比二極管更復(fù)雜一些,工程上常用到的是它的輸入特性和輸出特性。圖1.36輸入特性圖1.37UCE=0時(shí),三極管測(cè)試電路和等效電路
②截止區(qū)。當(dāng)IB=0時(shí),IC=ICEO,由于穿透電流ICEO很小,輸出特性曲線是一條幾乎與橫軸重合的直線。通常將B=0時(shí)輸出特性曲線以下的區(qū)域稱為截止區(qū)。該區(qū)域的工作特點(diǎn)是發(fā)射結(jié)反向偏置(也可零偏),集電結(jié)反向偏置,IB
≈0,IC
≈0,三極管呈截止?fàn)顟B(tài)。
③飽和區(qū)。當(dāng)UCE<UBE時(shí),IC與IB
不成比例,它隨UCE的增加而迅速上升,這一區(qū)域稱為飽和區(qū),UCE=UBE時(shí)稱為臨界飽和。飽和區(qū)域的工作特點(diǎn)是發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均正向偏置,這時(shí),三極管失去放大能力。
綜上所述,對(duì)于NPN型三極管,工作于放大區(qū),UC>UB>UE;工作于截止區(qū)時(shí),UC>UE>UB;工作于飽和區(qū)時(shí),UB>UC>UE。
例1.1判斷圖1.39中的三極管的工作狀態(tài)。
解在圖1.39(a)中,UB=2.7V,UC=8V,UE=2V,經(jīng)比較:UC>UB>UE,故發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏,所以圖1.39(a)中的三極管工作于放大區(qū)。
在圖1.39(b)中,UB=3.7V,UC=3.3V,UE=3V,經(jīng)比較:
UB>UC>UE,發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均正向偏置,所以圖1.39(b)中的三極管處于飽和區(qū)。圖1.39三極管的工作狀態(tài)
在圖1.39(c)中,UB=2V,UC=8V,UE=2.7V,經(jīng)比較:
UC>UE>UB,發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均反向偏置,所以圖1.39(c)中的三極管工作于截止區(qū)。
在圖1.39(d)中,三極管為PNP型,對(duì)于PNP型三極管,工作在放大區(qū)時(shí),各極電壓的關(guān)系大小應(yīng)為UE>UB>UC;工作于截止區(qū)時(shí),各極電壓的大小關(guān)系應(yīng)為UB>UE>UC;工作于飽和區(qū)時(shí),各極電壓的大小關(guān)系應(yīng)為UE>UC>UB。在圖1.39(d)中,UB=-3V,UE=0V,UC=-5V。經(jīng)比較得:UE>UB>UC,發(fā)射結(jié)正向偏置,集電結(jié)反向偏置,所以圖1.39(d)中的三極管工作于放大區(qū)。
2)三極管的主要參數(shù)
三極管的參數(shù)是表征管子性能和安全使用范圍的物理量,是正確使用和合理選擇三極管的依據(jù)。三極管的參數(shù)較多,這里主要介紹以下幾個(gè)。
(1)電流放大系數(shù)。電流放大系數(shù)的大小反映了三極管放大能力的強(qiáng)弱。
①共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)β。β指集電極電流變化量與基極電流變化量之比,其大小體現(xiàn)了共射接法時(shí)三極管的放大能力。即
(2)極間反向電流。
①集電極基極間的反向飽和電流ICBO。ICBO是指發(fā)射極開路時(shí),集電極基極間的反向電流,也稱集電結(jié)反向飽和電流。溫度升高時(shí),ICBO急劇增大,溫度每升高10℃,ICBO增大1倍。選管時(shí)應(yīng)選ICBO小且ICBO受溫度影響小的三極管。
②集電極發(fā)射極間的反向電流ICEO。ICEO是指基極開路時(shí),集電極發(fā)射極間的反向電流,也稱集電結(jié)穿透電流。它反映了三極管的穩(wěn)定性,其值越小,受溫度影響也越小,三極管的工作就越穩(wěn)定。
(3)極限參數(shù)。三極管的極限參數(shù)是指在使用時(shí)不得超過的極限值,保證三極管能安全工作。
①集電極最大允許電流ICM。集電極電流IC過大時(shí),β
將明顯下降,ICM為β下降到規(guī)定允許值(一般為額定值的1/2~2/3)時(shí)的集電極電流。使用中若IC>ICM
,則三極管不一定會(huì)損壞,但β明顯下降。
②集電極最大允許功率損耗PCM。管子工作時(shí),UCE的大部分降在集電結(jié)上,因此集電極功率損耗PC=UCE·IC,近似為集電結(jié)功耗,它將使集電結(jié)溫度升高而使三極管發(fā)熱致使管子損壞。工作時(shí)的PC必須小于PCM。
③反向擊穿電壓U(BR)CEO、U(BR)CBO、U(BR)EBO。U(BR)CEO為基極開路時(shí)集電結(jié)不致?lián)舸┒试S施加在集電極發(fā)射極之間的最高反向電壓。U(BR)CBO為發(fā)射極開路時(shí)集電結(jié)不致?lián)舸┒试S施加在集電極基極之間的最高反向電壓。U(BR)EBO為集電極開路時(shí)發(fā)射結(jié)不致?lián)舸┒试S施加在發(fā)射極基極之間的最高反向電壓。
它們之間的關(guān)系為U(BR)CEO>U(BR)CBO>U(BR)EBO。通常,U(BR)CEO為幾十伏,U(BR)EBO為幾伏到幾十伏。根據(jù)極限參數(shù)ICM、PCM、U(BR)CEO可以確定。
三極管的安全工作區(qū),如圖1.40所示。圖1.40三極管的安全工作區(qū)
4.三極管的型號(hào)與檢測(cè)
1)三極管的型號(hào)
三極管的型號(hào)與命名方法按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一般由五個(gè)部分組成,詳見附錄一。其中,第一部分用阿拉伯?dāng)?shù)字表示三極管的電極數(shù)目;第二部分用漢語拼音字母表示三極管的材料及極性;第三部分用漢語拼音字母表示三極管的類型;第四部分用阿拉伯?dāng)?shù)字表示序號(hào);第五部分用漢語拼音字母表示規(guī)格號(hào)。
2)三極管的檢測(cè)
三極管在裝入電路前經(jīng)常需要用簡易的方法來判別其質(zhì)量的好壞。以下是用萬用表檢測(cè)三極管的幾種方法。
(1)判斷三極管的極性和基極。
(2)判斷三極管的集電極和發(fā)射極。如圖1.41所示
(3)測(cè)量三極管的直流放大倍數(shù)。
圖1.41準(zhǔn)確判斷三極管的集電極和發(fā)射極
1.5.2場(chǎng)效應(yīng)管(單極型半導(dǎo)體三極管)
場(chǎng)效應(yīng)管(簡稱FET)是利用輸入電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)效應(yīng)來控制輸出電流的,是一種電壓控制型半導(dǎo)體器件。它工作時(shí)只有一種載流子(多數(shù)載流子)參與導(dǎo)電,故也叫做單極型半
導(dǎo)體三極管。它具有很高的輸入電阻,能滿足高內(nèi)阻信號(hào)源對(duì)放大電路的要求,所以是較理想的前置輸入級(jí)器件。另外,它還具有熱穩(wěn)定性好、功耗低、噪聲小、抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)
點(diǎn),因而得到了廣泛的應(yīng)用。
1.絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)
絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管根據(jù)導(dǎo)電溝道的不同,可分為N型溝道和P型溝道兩類。N型溝道絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管是用一塊雜質(zhì)濃度較低的P型硅基片作襯底,在上面制作兩個(gè)雜質(zhì)濃度很高的N型區(qū),分別用金屬鋁各引出一個(gè)電極,稱為源極S和漏極D,然后,在襯底表面制作一層二氧化硅絕緣層,并在上面引出一個(gè)電極,稱為柵極G,如圖1.42所示。
1)N型溝道MOS管(NMOS管)
制造MOS管時(shí),在SiO2絕緣層中摻入大量的正離子以產(chǎn)生足夠強(qiáng)的內(nèi)電場(chǎng),使得P型襯底的硅表層中多數(shù)載流子空穴被排斥開,從而感應(yīng)出很多負(fù)電荷,使漏極與源極之間形成N+型電子導(dǎo)電溝道,如圖1.42(a)所示。這樣,即使柵極與源極之間不加電壓(UGS=0),漏極與源極之間已經(jīng)存在原始的導(dǎo)電溝道,這種場(chǎng)效應(yīng)管稱為耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管,其圖形符號(hào)如圖1.42(b)所示。
如果在SiO2絕緣層中摻入的正離子量較少,不足以形成原始導(dǎo)電溝道,只有在柵極與源極之間加上一個(gè)正向電壓,即UGS>0時(shí),才能形成導(dǎo)電溝道。這種場(chǎng)效應(yīng)管稱為增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管,其圖形符號(hào)如圖1.42(c)所示圖1.42N溝道MOS管的結(jié)構(gòu)及圖形符號(hào)
2)P型溝道MOS管(PMOS管)
在制造MOS管時(shí)采用N型硅材料作襯底,使漏極與源極之間形成P型空穴導(dǎo)電溝道,如圖1.43(a)所示。P溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管與P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的圖形符號(hào)如圖1.43(b)和(c)所示,其工作原理與N溝道場(chǎng)效應(yīng)管一樣,只是兩者的電源極性、電流方向相反。圖1.43P溝道MOS管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)
2.絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的特性
現(xiàn)以N溝道場(chǎng)效應(yīng)管為例來分析其特性。在漏極與源極電壓UDS為常數(shù)的條件下,漏極電流ID與柵源電壓UGS之間的關(guān)系曲線稱為場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線,如圖1.44(a)和
圖1.45(a)所示。
在柵極與源極電壓UGS為常數(shù)的條件下,漏極電流ID與漏源電壓UDS的關(guān)系曲線稱為場(chǎng)效應(yīng)管的輸出(漏極)特性曲線,如圖1.44(b)和圖1.45(b)所示。圖1.44N溝道耗盡型MOS管的特性曲線圖1.45N溝道增強(qiáng)型MOS管的特性曲線
1)耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管特性分析
圖1.44(a)是N溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線。由于耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管存在原始導(dǎo)電溝道,在UGS=0時(shí),漏、源極之間就能導(dǎo)電,這時(shí)在外加漏源電壓UDS的作用下,流過場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電流稱為漏極飽和電流IDSS。
2)增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管特性分析
圖1.45(a)是N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線,由于增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管不存在原始導(dǎo)電溝道,所以在UGS=0時(shí),場(chǎng)效應(yīng)管不能導(dǎo)通,ID=0。
3.主要參數(shù)
場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)除前面提到的輸入電阻RGS、夾斷電壓UGS(off)和開啟電壓UGS(th)外,還有以下重要參數(shù)。
1)漏源擊穿電壓U(BR)DS
漏源擊穿電壓是指漏極與源極之間能承受的最大反向電壓,當(dāng)UDS值超過U(BR)DS時(shí),漏、源間發(fā)生擊穿,ID
開始急劇上升。
2)柵源擊穿電壓U(BR)GS
柵源擊穿電壓是指柵極與源極之間能承受的最大反向電壓,當(dāng)UGS值超過此值時(shí),柵、源間發(fā)生擊穿,ID
由零開始急劇上升。
3)跨導(dǎo)gm
在UDS為某一定值時(shí),漏極電流ID的變化量ΔID與引起這個(gè)變化的柵源電壓UGS的變化量ΔUGS的比值稱為跨導(dǎo),即
4)漏極最大耗散功率PDM
漏極最大耗散功率是漏極耗散功率PD=UGS×ID的最大允許值,是從發(fā)熱角度對(duì)管子提出的限制條件。
1.6表面安裝電子元器件
1.6.1表面安裝電阻器表面安裝電阻器又稱為片狀電阻或無引線電阻,是當(dāng)今電子設(shè)備、儀器當(dāng)中應(yīng)用最多的電子元件。它的特點(diǎn)是體積小、重量輕、高頻特性好、電性能優(yōu)異、形狀簡單、尺寸標(biāo)準(zhǔn)化,有矩形片狀和圓柱形兩種。
1.矩形片狀電阻器
矩形片狀電阻器由陶瓷基體、電阻膜、玻璃釉保護(hù)膜和端頭電極四部分組成。阻值范圍一般為10Ω~3.3MΩ,而國產(chǎn)電阻為1Ω~10MΩ。額定功率有1W、1/2W、1/4W、1/8W、1/10W、1/16W和1/32W。矩形片狀電阻的焊接溫度一般為(235±5)℃,焊接時(shí)間為(3±1)s,最高焊接溫度為260±5)℃,焊接時(shí)間為(10±1)s。矩形片狀電阻器的工作電壓為100~200V,視其功率大小而定。片狀電阻器的結(jié)構(gòu)及外形如圖1.46所示。圖1.46矩形片狀電阻器的結(jié)構(gòu)及外形
2.圓柱形電阻
圓柱形固定電阻器即金屬電極無引腳端面元件(MetalElectrodeLeadlessFaceBondingType),簡稱MELF電阻器。MELF主要有碳膜ERD型、高性能的金屬膜ERO型及跨接用的0Ω電阻器三種。與片式電阻器相比,它無方向性和正反面性,包裝使用方便,裝配密度高,固定到印制板上有較高的抗彎曲能力,特別是噪聲電平和三次諧波失真都比較低,常用于高檔音響電器產(chǎn)品中。MELF電阻器的外形尺寸如圖1.47所示。圖1.47MELF電阻器結(jié)構(gòu)及外形尺寸
目前,我國暫用日本企業(yè)的標(biāo)識(shí)方法來識(shí)別圓柱形電阻。圓柱形電阻色環(huán)的標(biāo)識(shí)及其含義如圖1.48及表1.4所示。圖1.48圓柱形固定電阻器MELF標(biāo)識(shí)
表1.4表面安裝電阻器色環(huán)含義
1.6.2表面安裝電容器
1.片狀瓷介電容器
片狀瓷介電容器有矩形、圓柱形兩種。其中矩形片狀陶瓷電容采用多層疊層結(jié)構(gòu),所以又稱為片狀獨(dú)石電容,其外形如圖1.49(a)所示。
2.片狀固體電解電容器
片狀固體電解電容器分為鋁電解電容和鉭電解電容。其中片狀固體鉭電解電容外形如圖1.49(b)所示。圖1.49表面安裝電容器外形圖
1.6.3表面安裝電感器
常見的表面安裝電感器有片狀疊層電感器和繞線電感器。線繞電感的外形多為片狀矩形,用漆包線繞在磁芯上,以提高電感量;對(duì)于某些電源電路使用的升壓電感,其漆包線較隱蔽。還有一些LC選頻電路的電感,其外表呈白色、淺藍(lán)色、綠色、一半白色一半黑色或兩頭是銀色的鍍錫層,中間為藍(lán)色等顏色,形狀類似普通小電容,這種電感即為層疊電感,又叫壓模電感,可通過圖紙和測(cè)量方法將其與電容進(jìn)行區(qū)分。表面安裝電感器外形如圖1.50所示。圖1.50表面安裝電感器外形圖
1.6.4表面安裝二極管
常見的表面安裝二極管分為無引線圓柱形和矩形兩種。圓柱形表面安裝二極管一般為黑色,一端有一白色豎條,表示該端為負(fù)極。圖1.51(a)所示是AR25系列圓柱形表面安裝
整流二極管的外形。矩形表面安裝二極管有三條長度僅為0.65mm的短引線。根據(jù)內(nèi)部所含二極管的數(shù)量,可劃分成單管、對(duì)管(亦稱雙管)。對(duì)管中又分共陽(正極)對(duì)管、共陰(負(fù)極)對(duì)管、串接對(duì)管等形式。矩形表面安裝二極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1.51(b)所示,NC表示空腳。圖1.51表面安裝二極管外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)
1.6.5表面安裝三極管
表面安裝三極管分為普通表面安裝三極管、雙柵場(chǎng)效應(yīng)管、高頻晶體管和功率較大的高頻晶體管等。常見的普通表面安裝三極管如圖1.52所示。圖1.52普通表面安裝三極管外形及電路符號(hào)
課題小結(jié)
(1)電阻器在電子電路中應(yīng)用較為廣泛,電阻器的主要作用是:限制電流、降低電壓、分配電壓、向各種電子元器件提供必需的工作電壓和電流等。電阻器的種類較多,正確識(shí)讀對(duì)使用很重要,因此,要熟練掌握電阻器的正確識(shí)讀方法。(2)電容器在電子電路中起隔斷直流電、旁路交流電,進(jìn)行信號(hào)調(diào)諧、耦合、濾波、去耦等作用。要熟練掌握電容器的正確識(shí)讀方法。
(3)電感器是指電感線圈和各種變壓器,在電子電路中起著電磁轉(zhuǎn)換的功能。電感器是電子電路中的重要元件,與電阻器、電容器、三極管等能組成放大器、振蕩器等電路。
(4)半導(dǎo)體導(dǎo)電能力取決于其內(nèi)部載流子的多少,由空穴和自由電子兩種載流子參與導(dǎo)電。本征半導(dǎo)體有熱敏性、光敏性和摻雜性。雜質(zhì)半導(dǎo)體分為N型和P型兩種。N型半導(dǎo)體中電子是多子,空穴是少子;P型半導(dǎo)體中空穴是多子,電子是少子。
(5)PN結(jié)是制造半導(dǎo)體器件的基本部件。它是P型和N型半導(dǎo)體交界面附近的一個(gè)特殊帶電薄層。PN結(jié)正偏時(shí),正向電流主要由多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成,其值較大且隨著正偏電壓的增加而迅速增大,PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài);PN結(jié)反偏時(shí),反向電流主要由少子的漂移運(yùn)動(dòng)形成,其值很小,且基本不隨反偏電壓的變化而變化,PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。
(6)二極管是以一個(gè)PN結(jié)為核心組成的,它的基本特性就是單向?qū)щ娦浴7蔡厍€形象地反映了二極管的單向?qū)щ娦院头聪驌舸┨匦浴?/p>
(7)三極管由兩個(gè)PN結(jié)組成,其伏安特性曲線為輸入特性曲線和輸出特性曲線。它有三種工作狀態(tài),即放大、截止和飽和。當(dāng)發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏時(shí),三極管具有電流放
大作用。在放大區(qū),只要控制基極電流就能控制其余兩極的電流,因此半導(dǎo)體三極管也叫電流控制型器件。當(dāng)集電結(jié)和發(fā)射結(jié)均反偏時(shí),三極管工作在截止區(qū);兩者均正偏時(shí),工作在飽和區(qū)。
(8)場(chǎng)效應(yīng)管是一種單極性半導(dǎo)體器件,其基本功能是利用柵、源極之間電壓控制漏極電流,屬于電壓控制型器件,具有輸入電阻高、噪聲低、熱穩(wěn)定性好、耗電省等優(yōu)點(diǎn)。其
中絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(簡稱MOS管)應(yīng)用較為廣泛。場(chǎng)效應(yīng)管按導(dǎo)電溝道分為N型和P型兩種;按導(dǎo)電特點(diǎn)又分為耗盡型和增強(qiáng)型兩類。耗盡型管存在原始導(dǎo)電溝道,增強(qiáng)型管只有在柵源電壓超過開啟電壓時(shí)才會(huì)形成導(dǎo)電溝道。場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線常用的有轉(zhuǎn)移特性曲線和輸出(漏極)特性曲線。輸出特性曲線分為可變電阻區(qū)、放大區(qū)、夾斷區(qū)和擊穿區(qū)。作為放大器件使用時(shí),場(chǎng)效應(yīng)管必須工作在放大區(qū),此時(shí)柵源電壓對(duì)漏極電流才有控制作用。
(9)表面安裝電子元器件的特點(diǎn)是體積小、重量輕、高頻特性好、電性能優(yōu)異,是當(dāng)今電子設(shè)備、儀器中應(yīng)用最多的電子元器件。課題二單管放大電路2.1基本放大電路的組成及工作原理2.2微變等效電路2.3放大器的偏置電路與靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定2.4共集電極和共基極電路2.5場(chǎng)效應(yīng)管放大電路簡介課題小結(jié)
三極管的一個(gè)基本應(yīng)用就是構(gòu)成放大電路。所謂放大,就是在保持信號(hào)不失真的前提下,使其由小變大,由弱變強(qiáng)。放大電路的功能就是在輸入端加入一個(gè)微弱的電信號(hào),在輸出端得到一個(gè)被放大了的電信號(hào)。利用三極管的電流放大作用或場(chǎng)效應(yīng)管的壓控電流作用,就可以組成放大電路。放大電路在音像設(shè)備、電子儀器、計(jì)算機(jī)、圖像處理、自動(dòng)控制
系統(tǒng)等方面有著廣泛的應(yīng)用。
2.1基本放大電路的組成及工作原理
2.1.1放大電路的組成及習(xí)慣畫法1.放大電路的組成一個(gè)放大電路可由輸入信號(hào)源US,三極管V,輸出負(fù)載RL及電源偏置電路(UBB、圖2.1基本放大電路Rb、UCC、Rc)組成。如圖2.1所示,由于電路的輸入端口和輸出端口共有四個(gè)端點(diǎn),而三極管只有三個(gè)電極,必然有一個(gè)電極共用,因而就有共發(fā)射極(簡稱共射極)、共基極、共集電極三種組態(tài)的放大電路。圖2.1基本放大電路
如圖2.1所示為最基本的共射極放大電路,其各組成元件的作用如下:
(1)三極管(NPN型硅管)V:起電流放大作用,用IB控制IC,使IC=βIB。
(2)電源UBB和UCC:使三極管發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏,三極管處在放大狀態(tài),同時(shí)也是放大電路的能量來源,提供IB和IC。
(3)基極電阻Rb:又稱偏流電阻,用來調(diào)節(jié)基極直流電流IB,使三極管能工作在特性曲線的線性部分。
(4)集電極負(fù)載電阻Rc:將受基極電流IB控制而發(fā)生變化的集電極電流IC轉(zhuǎn)換成變化的電壓UCE(ICRc),這個(gè)變化的電壓UCE就是輸出電壓Uo,假設(shè)Rc=0,則UCE=UCC,當(dāng)IC變化時(shí)UCE無法變化,因而就沒有交流電壓傳送給負(fù)載RL。
(5)耦合電容C1、C2:起“隔直通交”的作用,它把信號(hào)源與放大電路之間、放大電路與負(fù)載之間的直流隔開,在圖2.1所示電路中,使C1左邊和C2右邊只有交流而無直流,圖2.2放大電路的習(xí)慣畫法中間部分為交直流共存。耦合電容一般多采用電解電容器。在使用時(shí),注意它的極性與加在它兩端的工作電壓極性應(yīng)一致,正極接高電位,負(fù)極接低電位。
2.放大電路的習(xí)慣畫法
在實(shí)用電路中,用電源UCC代替UBB,基極直流電流IB由UCC經(jīng)Rb提供,這就是單電源供電的基本放大電路。在實(shí)際畫法中,往往省略電源符號(hào),只標(biāo)出電壓的端點(diǎn),這樣就得到如圖2.2所示放大電路的習(xí)慣畫法。圖2.2放大電路的習(xí)慣畫法
2.1.2放大電路的工作狀態(tài)分析
1.靜態(tài)分析
在如圖2.2所示電路中,當(dāng)輸入信號(hào)Ui=0時(shí),放大電路的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)。這時(shí)電路中的電壓、電流都是直流,沒有交流成分。耦合電容C1、C2視為開路,直流通路如圖2.3(a)所示。其中基極電流IB、集電極電流IC及集電極與發(fā)射極間電壓UCE只有直流成分,而無交流輸出,此時(shí)的對(duì)應(yīng)值用IBQ、ICQ、UCEQ表示,它們?cè)谌龢O管特性曲線上所確定的點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn),用Q表示,如圖2.3(b)所示。圖2.3靜態(tài)分析
靜態(tài)分析就是確定電路中的靜態(tài)值IBQ、ICQ和UCEQ,常采用下列兩種方法進(jìn)行分析:
1)估算法
估算法是用放大電路的直流通路計(jì)算靜態(tài)值,在圖2.3(a)中
式中UBE=0.7V(硅管),可忽略不計(jì),有
2)圖解法
根據(jù)三極管的輸出特性曲線,用作圖的方法求靜態(tài)值稱為圖解法,如圖2.3(b)所示。其圖解步驟如下:
例2.1求如圖2.4(a)所示電路的靜態(tài)工作點(diǎn),并求靜態(tài)值。電路中各參數(shù)如圖所示,三極管為硅管,β=50。圖2.4放大電路圖解法
2.動(dòng)態(tài)分析
動(dòng)態(tài)分析就是計(jì)算放大電路在有信號(hào)輸入時(shí)的放大倍數(shù)、輸入阻抗、輸出阻抗等。常用的分析方法有兩種:圖解法和微變等效電路法。圖解法適用于分析大信號(hào)輸入情況,而微變等效電路法只適合于分析微小信號(hào)的輸入情況。
當(dāng)輸入端加上正弦交流信號(hào)電壓Ui時(shí),放大電路的工作狀態(tài)稱為動(dòng)態(tài)。這時(shí)電路中既有直流成分,亦有交流成分,各極的電流和電壓都包含兩個(gè)分量。即
其中,IBQ、ICQ和UCEQ是在電源UCC單獨(dú)作用下產(chǎn)生的,稱為直流分量。
而ib、ic和uce是在輸入信號(hào)電壓Ui作用下產(chǎn)生的,稱為交流分量。在分析電路時(shí),一般用交流通路來研究交流量及放大電路的動(dòng)態(tài)性能。所謂交流通路,就是交流電流流通的途徑,在畫法上遵循以下兩條原則:
(1)將原理圖中的耦合電容C1、C2視為短路;
(2)電源UCC的內(nèi)阻很小,對(duì)交流信號(hào)視為短路。
圖2.2中放大電路的交流通路如圖2.5所示。圖2.5放大電路的交流通路
從圖2.6中可以看出,輸出電壓與輸入電壓反相圖2.6空載圖解分析法
例2.2在如圖2.8(a)所示電路中,已知Rb=300kΩ,Rc
=4kΩ,RL
=4kΩ,UCC=12V,輸入電壓ui=0.02sinωtV,三極管特性曲線如圖2.8(b)所示。試畫出電路直流負(fù)載線,求靜態(tài)工作點(diǎn);畫出交流負(fù)載線,求空載和帶負(fù)載時(shí)的電壓放大倍數(shù)。圖2.8帶負(fù)載動(dòng)態(tài)圖解分析法
3.靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形失真的影響對(duì)一個(gè)放大電路而言,要求輸出波形的失真盡可能地小。但是,如果靜態(tài)值設(shè)置不當(dāng),即靜態(tài)工作點(diǎn)位置不合適,將出現(xiàn)嚴(yán)重的非線性失真。在圖2.9中,設(shè)正常情況下靜態(tài)工作點(diǎn)位于Q
點(diǎn),可以得到失真很小的iC和uCE波形。當(dāng)調(diào)節(jié)Rb,使靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在Q1點(diǎn)或Q2點(diǎn)時(shí),輸出波形將產(chǎn)生嚴(yán)重失真。圖2.9靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形失真的影響
1)飽和失真
靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在Q1
點(diǎn),這時(shí)雖然iB正常,但iC的正半周和uCE的負(fù)半周出現(xiàn)失真。這種失真是由于Q點(diǎn)過高,使其動(dòng)態(tài)工作進(jìn)入飽和區(qū)而引起的失真,因而稱作“飽和失真”。
2)截止失真
當(dāng)靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在Q2點(diǎn)時(shí),iB
嚴(yán)重失真,使iC的負(fù)半周和uCE的正半周進(jìn)入截止區(qū)而造成失真,因此稱作“截止失真”。
飽和失真和截止失真都是由于晶體管工作在特性曲線的非線性區(qū)所引起的,因而叫作非線性失真。適當(dāng)調(diào)整電路參數(shù)使Q點(diǎn)合適,可降低非線性失真程度。
2.2微變等效電路
三極管各極電壓和電流的變化關(guān)系,在較大范圍內(nèi)是非線性的。如果三極管工作在小信號(hào)情況下,信號(hào)只是在靜態(tài)工作點(diǎn)附近小范圍變化,三極管特性可看成是近似線性的,可用一個(gè)線性電路來代替,這個(gè)線性電路就稱為三極管的微變等效電路。
2.2.1三極管微變等效
1.輸入端等效
圖2.10(a)是三極管的輸入特性曲線,是非線性的。如果輸入信號(hào)很小,在靜態(tài)工作點(diǎn)Q附近的工作段可近似地認(rèn)為是直線。在圖2.11中,當(dāng)u為常數(shù)時(shí),從b、e看進(jìn)去三極
管就是一個(gè)線性電阻,即
低頻小功率晶體管的輸入電阻常用下式計(jì)算:
式中,IE
為射極靜態(tài)電流。圖2.10三極管特性曲線
2.輸出端等效
圖2.10(b)是三極管的輸出特性曲線簇,若動(dòng)態(tài)是在小范圍內(nèi),特性曲線不但互相平行、間隔均勻,且與uCE軸線平行。當(dāng)uCE為常數(shù)時(shí),從輸出端c、e極看,三極管就成了一個(gè)受控電流源,如圖2.11所示,則
由上述方法得到的晶體管微變等效電路如圖2.11所示。圖2.11晶體三極管及微變等效
2.2.2放大電路的微變等效電路
通過放大電路的交流通路和三極管的微變等效,可得出放大電路的微變等效電路,如圖2.12所示。
2.2.3用微變等效電路求動(dòng)態(tài)指標(biāo)
靜態(tài)值仍由直流通路確定,而動(dòng)態(tài)指標(biāo)可用微變等效電路求得。圖2.12基本放大電路的交流通路及微變等效電路
解(1)求靜態(tài)工作點(diǎn)參數(shù):
2.3放大器的偏置電路與靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定
在放大器中偏置電路是必不可少的組成部分,在設(shè)置偏置電路時(shí)應(yīng)考慮以下兩個(gè)方面:(1)偏置電路能給放大器提供合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。(2)溫度及其他因素改變時(shí),能使靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定。
2.3.1固定偏置電路
圖2.14所示電路為固定偏置電路,設(shè)置的靜態(tài)工作點(diǎn)參數(shù)為
當(dāng)UCC和Rb一定時(shí),UB
基本固定不變,故稱為固定偏置電路。但是在這種電路中,由于晶體管參數(shù)β、ICBO等隨溫度而變,而ICQ又與這些參數(shù)有關(guān),因此當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí),將導(dǎo)致ICQ的變化,使靜態(tài)工作點(diǎn)不穩(wěn)定,如圖2.15所示。圖2.14固定偏置電路圖2.15溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響
2.3.2分壓式偏置電路
前面分析的固定偏置電路在溫度升高時(shí),三極管特性曲線膨脹上移,Q點(diǎn)升高,使靜態(tài)工作點(diǎn)不穩(wěn)定。為了穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn),可采用分壓偏置電路,如圖2.16所示。圖2.16分壓偏置電路
為了使靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定,必須使UB基本不變,溫度T↑→ICQ↑(IEQ↑)→UE↑→UBE↓→IBQ↓→ICQ↓。反之亦然。由上述分析可知,分壓式偏置電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的實(shí)質(zhì)是固定UB不變,通過ICQ(IEQ)變化,引起UE的改變,使UBE改變,從而抑制ICQ(IEQ)改變。所以在實(shí)現(xiàn)上述穩(wěn)定過程時(shí)必須滿足以下兩個(gè)條件:
1.靜態(tài)分析
靜態(tài)分析時(shí),先畫出直流通路如圖2.17(a)所示。
根據(jù)
2.動(dòng)態(tài)分析
當(dāng)發(fā)射極電阻Re有直流IEQ通過時(shí),產(chǎn)生的壓降UEQ會(huì)自動(dòng)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn),但交流分量?Ie通過時(shí),也會(huì)產(chǎn)生交流壓降,使ube減小,這樣會(huì)降低電壓放大倍數(shù),為此在Re兩端可并聯(lián)一個(gè)電容Ce。圖2.17分壓式偏置電路的分析電路
2.4共集電極和共基極電路
2.4.1共集電極電路組成及分析共集電極放大電路如圖2.18(a)所示,它是從基極輸入信號(hào),從發(fā)射極輸出信號(hào)。從它的交流通路圖2.18(b)可看出,輸入、輸出共用集電極,所以稱為共集電極電路。圖2.18共集電極放大電路
1.靜態(tài)分析
由圖2.18(b)的直流通路可得出:
即得
共集電極放大電路中的電阻Re具有穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的作用。例如
2.動(dòng)態(tài)分析
(1)電壓放大倍數(shù)可由圖2.18(d)所示的微變等效電路得出。圖2.19計(jì)算ro等效電路
3.射極輸出器的特點(diǎn)及應(yīng)用
雖然射極輸出器的電壓放大倍數(shù)略小于1,但輸出電流?Ie是基極電流的(1+β)倍。它不但具有電流放大和功率放大的作用,而且具有輸入電阻高、輸出電阻低的特點(diǎn)。
2.4.2共基極電路組成及分析
1.靜態(tài)分析
在圖2.20所示的共基極放大電路中,如果忽略IBQ對(duì)Rb1、Rb2分壓電路中電流的分流作用,則
2.動(dòng)態(tài)分析
(1)放大倍數(shù)。利用圖2.20(c)的微變等效電路,可得
式中圖2.20共基極放大電路
3.共基極放大電路的特點(diǎn)及應(yīng)用
共基極放大電路的特點(diǎn)是輸入電阻很小,電壓放大倍數(shù)較高。這類電路主要用于高頻電壓放大電路。
2.4.3三種基本放大電路的比較
三種基本放大電路的特點(diǎn)見表2.1。
2.5場(chǎng)效應(yīng)管放大電路簡介
2.5.1場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的靜態(tài)分析場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件,它沒有偏流,關(guān)鍵是建立適當(dāng)?shù)臇旁雌珘篣GS。分壓式偏置電路如圖2.21所示,其中RG1和RG2為分壓電阻,RG3為自舉電阻,柵源偏壓為圖2.21分壓式偏置電路
2.5.2場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的等效電路及動(dòng)態(tài)分析
1.場(chǎng)效應(yīng)管等效電路
場(chǎng)效應(yīng)管與晶體三極管等效電路對(duì)照?qǐng)D如圖2.22所示,由于場(chǎng)效應(yīng)管輸入電阻rgs很大,故輸入端可看成開路。圖2.22場(chǎng)效應(yīng)管與晶體三極管等效電路對(duì)照?qǐng)D
2.動(dòng)態(tài)分析
場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析可采用圖解法和微變等效電路分析法,其分析方法和步驟與三極管放大電路相同,下面以圖2.21所示的電路為例,用微變等效電路來進(jìn)行分析。
1)接有電容CS的情況
圖2.21電路的微變等效電路如圖2.23(a)所示。圖2.23圖2.21的場(chǎng)效應(yīng)管等效電路
例2.6在圖2.21所示電路中,已知UDD=20V,RD=10kΩ,
RS=10kΩ,RG1
=200kΩ,RG2=51kΩ,RG3=1MΩ,RL
=10kΩ,其場(chǎng)效應(yīng)管參數(shù)為:IDSS
=0.9mA,UGS(off)=-4V,gm=1.5mA/V。試求該電路的靜態(tài)參數(shù)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)Au、ri、ro。
課題小結(jié)
(1)圖解分析法和微變等效電路法是分析放大電路的兩種基本方法。圖解分析法的步驟是:①作直流負(fù)載線,確定靜態(tài)工作點(diǎn);②作交流負(fù)載線,畫出相應(yīng)的輸出、輸入信號(hào)波形。圖解分析法適用于信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍較大的場(chǎng)合。微變等效電路法是在小信號(hào)工作條件下,將三極管輸入端等效成一個(gè)動(dòng)態(tài)電阻rbe,輸出端等效成一個(gè)?Ic=β?Ib的受控恒流源,然后用線性電路的分析方法進(jìn)行分析。
(2)放大電路中有交、直流兩種成分,分析靜態(tài)時(shí)用直流通路,分析動(dòng)態(tài)時(shí)用交流通路。交流性能受靜態(tài)工作點(diǎn)的影響。當(dāng)靜態(tài)工作點(diǎn)受溫度等因素影響而不穩(wěn)定時(shí),可用分壓式偏置電路來穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。
(3)三種基本組態(tài)的放大電路中,共射極電路的電壓放大倍數(shù)較大,應(yīng)用廣泛;共集電極放大電路輸入電阻大,輸出電阻小,電壓放大倍數(shù)近似等于1,常用作輸入級(jí)、輸出級(jí)和中間隔離級(jí);共基極放大電路適用于高頻放大電路。
(4)與三極管放大電路相比,場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的最大特點(diǎn)是輸入電阻很高,但電壓放大倍數(shù)比三極管放大電路小。若將場(chǎng)效應(yīng)管和三極管結(jié)合使用,可大大提高和改善電子電路的某些性能指標(biāo)。課題三多級(jí)放大電路及
集成運(yùn)算放大器3.1多級(jí)放大電路3.2差動(dòng)放大電路3.3功率放大電路3.4集成運(yùn)算放大器簡介課題小結(jié)
3.1多級(jí)放大電路
在實(shí)際的電子設(shè)備中,為了得到足夠大的放大倍數(shù)或者使輸入電阻和輸出電阻達(dá)到指標(biāo)要求,一個(gè)放大電路往往由多級(jí)組成。多級(jí)放大電路一般由輸入級(jí)、中間級(jí)及輸出級(jí)組成,如圖3.1所示。圖3.1多級(jí)放大電路框圖
3.1.1級(jí)間耦合方式
多級(jí)放大電路是將各單級(jí)放大電路連接起來,這種級(jí)間連接方式稱為耦合。
1.阻容耦合
阻容耦合是利用電容器作為耦合元件將前級(jí)和后級(jí)連接起來。這個(gè)電容器稱為耦合電容,如圖3.2所示。第一級(jí)的輸出信號(hào)通過電容器C2和第二級(jí)的輸入端相連接。圖3.2阻容耦合兩級(jí)放大電路
阻容耦合的優(yōu)點(diǎn)是:前級(jí)和后級(jí)直流通路彼此隔開,每一級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立,互不影響,便于分析和設(shè)計(jì)電路。因此,阻容耦合在多級(jí)交流放大電路中得到了廣泛應(yīng)用。
阻容耦合的缺點(diǎn)是:信號(hào)在通過耦合電容加到下一級(jí)時(shí)會(huì)大幅衰減,對(duì)直流信號(hào)(或變化緩慢的信號(hào))很難傳輸。在集成電路里制造大電容很困難,不利于集成化。所以,阻容耦合只適用于分立元件組成的電路。
2.變壓器耦合
變壓器耦合是利用變壓器將前級(jí)的輸出端與后級(jí)的輸入端連接起來,如圖3.3所示。圖3.3變壓器耦合兩級(jí)放大電路
變壓器耦合的優(yōu)點(diǎn)是:由于變壓器不能傳輸直流信號(hào),且有隔直作用,因此各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立,互不影響。變壓器在傳輸信號(hào)的同時(shí)還能夠進(jìn)行阻抗、電壓、電流變換。
變壓器耦合的缺點(diǎn)是:體積大、笨重等,不能實(shí)現(xiàn)集成化應(yīng)用。
3.直接耦合
直接耦合是將前級(jí)放大電路和后級(jí)放大電路直接相連的耦合方式,如圖3.4所示。直接耦合所用元件少,體積小,低頻特性好,便于集成化。直接耦合的缺點(diǎn)是:由于失去隔離作用,使前級(jí)和后級(jí)的直流通路相通,靜態(tài)電位相互牽制,使得各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響。另外還存在著零點(diǎn)漂移現(xiàn)象?,F(xiàn)討論如下:
(1)靜態(tài)工作點(diǎn)相互牽制。如圖3.4所示圖3.4直接耦合放大電路
(2)零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。由于溫度變化等原因,使放大電路在輸入信號(hào)為零時(shí)輸出信號(hào)不為零的現(xiàn)象稱為零點(diǎn)漂移。產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的主要原因是溫度變化而引起的。因而,零點(diǎn)漂移的大小主要由溫度所決定。
3.1.2耦合對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?/p>
1.信號(hào)源和輸入級(jí)之間的關(guān)系
信號(hào)源接放大電路的輸入級(jí),輸入級(jí)的輸入電阻就是它的負(fù)載,因此可歸結(jié)為信號(hào)源與負(fù)載的關(guān)系。如圖3.5所示,放大電路的輸入電壓和輸入電流可用下面兩式計(jì)算:圖3.5信號(hào)源內(nèi)阻、放大電路輸入電阻對(duì)輸入信號(hào)的影響
2.各級(jí)間關(guān)系
中間級(jí)級(jí)間的相互關(guān)系歸結(jié)為:前級(jí)的輸出信號(hào)為后級(jí)的信號(hào)源,其輸出電阻為信號(hào)源內(nèi)阻,后級(jí)的輸入電阻為前級(jí)的負(fù)載電阻。如圖3.6所示,第二級(jí)的輸入電阻為第一級(jí)的負(fù)載,第三級(jí)的輸入電阻為第二級(jí)的負(fù)載,以此類推。圖3.6多級(jí)放大器級(jí)間關(guān)系.
3.多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)分析
例3.1電路如圖3.2所示,已知UCC=6V,Rb1=430Ω,Rc1=2kΩ,Rb2=270kΩ,Rc2=1.5kΩ,rbe2=1.2kΩ,β1=β2=50,C1=C2=C3=10μF,rbe1=1.6kΩ,
求:(1)電壓放大倍數(shù);
(2)輸入電阻、輸出電阻。
(2)求輸入電阻、輸出電阻:
3.1.3放大電路的頻率特性
在實(shí)際應(yīng)用中,放大器所放大的信號(hào)并非單一頻率,例如,語言、音樂信號(hào)的頻率范圍在20~20000Hz,圖像信號(hào)的頻率范圍在0~6MHz。所以,要求放大電路對(duì)信號(hào)頻率范圍內(nèi)所有頻率的信號(hào)都具有相同的放大效果,輸出才能不失真
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