第3章半導體三極管及放大電路基礎(chǔ)解析.ppt

1、電子技術(shù)，第三章半導體三極管，模擬電路部分，第三章半導體三極管和放大電路基礎(chǔ)，3.1半導體BJT，3.2公極管放大電路，3.3度解分析，3.4小信號模型分析，3.5放大電路工作點穩(wěn)定問題，底座很薄。通常從幾微米到幾十微米，摻雜濃度最低。感興趣的結(jié)構(gòu)截面，BJT的電流分配和放大原理，1 .內(nèi)部載流子的傳輸過程，三極管的放大作用在一定的外部條件控制下通過載流子傳輸顯示出來。外部條件：發(fā)射接頭正偏差、收集器接頭反向偏差。發(fā)射區(qū)域：留流器集電區(qū)域：留流器收集：留流器傳輸和控制(如NPN)，留流器傳輸過程，2 .電流分配關(guān)系，根據(jù)傳輸過程已知的IC=ICBO，IB=IB-ICBO，2，三極管是電流控制因

2、素，IC由IB控制。放大電路基本配置，常用電極連接方法，將集電極顯示為CC作為公用電極，通用基準極連接方法，基準極作為公用電極，顯示為CB。共同發(fā)射極連接方法，發(fā)射極作為共同電極，用CE表示；BJT的三種配置，半導體三極管的伏安特性(1)，三極管的伏安特性可以分為：輸入伏安特性：輸出伏安特性：根據(jù)測量結(jié)果，輸入伏安特性曲線：uCE=0.5V，uCE1V IB=，結(jié)論：半導體三極管的主要參數(shù)，工程電流放大系數(shù)，工程直流電流放大系數(shù)，工程交流電流放大系數(shù)，一般在數(shù)十百之間，極間反向電流，集電極-基極反向飽和電流ICBO，集電極-發(fā)射極穿透電流ICEO集電極-發(fā)射極擊穿電壓U(、輸入、輸出、參考點，

3、施工極放大電路的構(gòu)成(1)，作用：使發(fā)射結(jié)正向偏轉(zhuǎn)，提供適當?shù)撵o態(tài)工作點?；鶚O電源和基極電阻，公極放大電路的構(gòu)成(2)，集電極電源為電路提供能量。并保證集電極接頭的反向偏轉(zhuǎn)。將施工極放大電路的組成(3)，集電極電阻，變化的電流轉(zhuǎn)換為變化的電壓。施工極放大電路的構(gòu)成(4)，結(jié)合容量：電解質(zhì)，極性。大小為10F50F，在隔離輸入輸出和電路直流的連接的同時，允許信號無縫輸入輸出。施工極放大電路配置(5)，可省略，使用單電源，改進施工極放大電路(1)，改進施工極放大電路(2)，放大電路配置條件(1)，基本放大電路配置原則：1，需要晶體管(直流靜態(tài))，2，輸入，輸出信號需要組合路徑，以隔離輸入輸出和電路

4、直流之間的連接，并無縫地通過交流信號。(交流動態(tài))，放大電路的構(gòu)成條件(2)，如何知道電路是否可以放大？晶體管必須在放大區(qū)域偏移。發(fā)射結(jié)是正偏，集電結(jié)是反偏。1 .信號能輸入放大電路嗎？信號能否從放大電路輸出。根據(jù)擴大實施條件，判斷過程如下：4 .正確設(shè)置靜態(tài)工作點，以便整個波形位于放大區(qū)域。工程放大電路的工作原理(1)，ui=0時，放大電路稱為靜態(tài)。靜態(tài)工作狀態(tài)，電源的存在導致IB0，IC0，IBQ，ICQ，IEQ=IBQ ICQ，工程放大電路工作原理(2)，(ICQ，UCEQ)，()，動態(tài)作業(yè)狀態(tài)，IB，如何更改uCE，uce的變化沿直線，uCE拓撲如何？uce與ui相反！工程放大電路的工

5、作原理(5)，各點波形，ui，t，uo，工程放大電路的工作原理(6)，工程放大電路的特征，工程放大電路的特征：1，輸入，輸出信號相位差180度。2，輸入、輸出信號是純交流信號，信號是在通過工程放大電路傳輸?shù)倪^程中交流直流混合信號。放大電路中每個點的電壓或電流將較小的交流信號復蓋在靜態(tài)分析(DC)上。(動態(tài)分析)清理復疊。交流路徑：僅考慮交流信號子回路。直流路徑：僅考慮直流信號子回路。放大電路的分析方法(1)，信號的不同組成部分可以分別在不同的信道上進行分析。放大電路分析方法(2)、放大電路分析方法(3)、放大電路分析、靜態(tài)分析、動態(tài)分析、估計方法、圖形方法、微可變等效電路方法、圖形方法、放大電

6、路分析方法(4)、靜態(tài)工作點公用基本放大電路靜態(tài)工作點的圖形分析(4)，靜態(tài)工作點對放大電路操作的影響(1)，放大電路正常放大時的繪畫過程，qp點在哪里，放大工作最好嗎？uo，可輸出的最大無損信號，最大無損電壓振幅，Q，Q，UOM=minUOM1 UOM2，動態(tài)分析的圖形(1)，其中：動態(tài)分析的圖形(2)，2，如何繪制交流負荷線的斜率？微可變等效電路(1)、微可變等效電路(2)、輸入交流信號變化范圍極小時，可以認為晶體管在線性區(qū)域上工作。在這種情況下，三極管使用線性模型，這種線性模型被稱為三極管的微可變等效電路。、ube、IB、IB、IC和rce很大，通常被忽略。r較小，通常被忽略。微可變等效

7、電路(4)，工程放大電路的小信號模型，=交流路徑晶體管微可變等效電路，放大電路的微可變等效電路用于計算放大電路的動態(tài)參數(shù)(AU、ri、rO)。工程基本放大電路的動態(tài)參數(shù)計算(1)，動態(tài)參數(shù)，ii，1。輸入電阻ri計算，根據(jù)ri的定義，例如，在右側(cè)電路中，很明顯：因為通常有：Rbrbe:工程放大電路的輸入電阻很小，經(jīng)常不能滿足電路要求。共同基本放大電路動態(tài)參數(shù)計算(2)，2。輸出電阻rO計算，根據(jù)定義，放大電路的輸出電阻與負載的日立等效電路的內(nèi)部電阻相關(guān)，可以使用附加電壓方法解決。端口打開，iO，獨立源零點處理，附加電源，根據(jù)定義，例如，右側(cè)回路的控制電流源電流為零，即ic=0:工程放大回路的輸

8、出回路是大的，工程基本，負荷打開時達到最大值。定義了工程基本放大電路的動態(tài)參數(shù)計算(4)、信號源電動勢us的電壓比例。當RS=0時，Aus=AU。也就是說，對于電壓放大電路，信號源內(nèi)阻越小越好?；痉糯箅娐贩治龅氖纠?1)，例如，在圖放大電路中，容量C1、C2和C3可以忽略信號頻率范圍的內(nèi)容電阻。測試：(1)繪制直流路徑并計算靜態(tài)工作點q。(2)繪制交流路徑和微變燈電路，以計算動態(tài)參數(shù)。解決方案：繪制直流路徑，什么是直流路徑？基本放大電路分析的范例(2)，ibq，ubeq，ICQ，ICC，uceq，靜態(tài)工作點q計算，靜態(tài)工作點是什么？根據(jù)KVL，有：根據(jù)KCL，三極管的特性如下：- (1)，-

9、 (2)，-，電容和直流電源短路的電路是交流路徑，基本放大電路分析的例子(4)，微可變等效電路，溫度變化導致三極管參數(shù)變化。溫度每上升100C，ICBO就增加一倍；溫度每上升10C，UBE上升2.5mV，溫度每上升0.5%-1%。在工程基本放大電路中，ui，1，靜態(tài)分析，RE四極直流負反饋電阻，RB2下偏壓電阻，分壓偏壓放大電路(1)，這個算法比較麻煩。通常使用如下所述的算法2、3。分壓偏置放大電路(3)，其中一些箱相當于大衛(wèi)南定理。因此，可以獲得IE，UCE。算法2:分壓偏置放大電路(4)，算法3:分壓偏置放大電路(5)可以認為與溫度無關(guān)。分壓偏置放大電路(6)，例如，已知=50，UCC=1

10、2V，RB1=7.5k，RB2=2.5k，RC=2k，RE=1k，查找電路的靜態(tài)運行，分壓偏置放大電路分析的實例1，分壓偏置放大電路(7)，2，動態(tài)分析，分壓偏置放大電路(8)，缺點：分壓偏置電路的Au與基本空位電路相比明顯下降。如果溫度穩(wěn)定性好，又不降低Au，該怎么辦？分壓偏置放大電路(9)，CE后面的交流路徑和微可變等效電路增加：分壓偏置放大電路(10)，如您所見，增加CE會導致放大系數(shù)大幅增加。但是輸入電阻反而減少了。電路應該如何進一步改進？分壓偏置放大電路(11)，CE增加后：CE增加前：問題2:如果電路如下圖所示進行分析，如何分析？分壓偏移放大電路示例2 (1)，靜態(tài)分析：直流路徑，

11、分壓偏移放大電路示例2 (2)，動態(tài)分析：交流路徑，分壓偏移放大電路示例2 (3)，交流路徑：微可變等效電路共聚合電極放大電路(電壓放大倍數(shù)，共聚合電極放大電路(5)，1。因此，輸出電流Ie增加了。2 .輸入輸出相同，輸出電壓跟隨輸入電壓，因此稱為電壓跟蹤器。結(jié)論：共聚合電極放大電路(6)，2。輸入電阻、輸入電阻大的情況下，作為上一級負荷，對上一級放大的影響小，得到的信號大。共聚合電極放大電路(7)，3。輸出電阻，共集電極放大電路(8)，一般：所以：四極輸出機的輸出電阻很小，負載能力很強。負載能力強意味著負載更改時基本上不會更改比例。公共收集器放大電路(9)，例如，已知的死角輸出參數(shù)如下：RB=570k，RE