第3章半導(dǎo)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(dǎo)體三極管，模擬電路部分，第三章半導(dǎo)體三極管和放大電路基礎(chǔ)，3.1半導(dǎo)體BJT，3.2公極管放大電路，3.3度解分析，3.4小信號(hào)模型分析，3.5放大電路工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)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(guò)程，三極管的放大作用在一定的外部條件控制下通過(guò)載流子傳輸顯示出來(lái)。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(guò)程，2 .電流分配關(guān)系，根據(jù)傳輸過(guò)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(zhǔn)極連接方法，基準(zhǔn)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(dǎo)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(cè)量結(jié)果，輸入伏安特性曲線：uCE=0.5V，uCE1V IB=，結(jié)論：半導(dǎo)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(diǎn)，

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(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)?；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(shí)，允許信號(hào)無(wú)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(jìn)施工極放大電路(1)，改進(jìn)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(hào)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(wú)縫地通過(guò)交流信號(hào)。(交流動(dòng)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(hào)能輸入放大電路嗎？信號(hào)能否從放大電路輸出。根據(jù)擴(kuò)大實(shí)施條件，判斷過(guò)程如下：4 .正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，以便整個(gè)波形位于放大區(qū)域。工程放大電路的工作原理(1)，ui=0時(shí)，放大電路稱為靜態(tài)。靜態(tài)工作狀態(tài)，電源的存在導(dǎo)致IB0，IC0，IBQ，ICQ，IEQ=IBQ ICQ，工程放大電路工作原理(2)，(ICQ，UCEQ)，()，動(dòng)態(tài)作業(yè)狀態(tài)，IB，如何更改uCE，uce的變化沿直線，uCE拓?fù)淙绾?？uce與ui相反！工程放大電路的工

5、作原理(5)，各點(diǎn)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(hào)相位差180度。2，輸入、輸出信號(hào)是純交流信號(hào)，信號(hào)是在通過(guò)工程放大電路傳輸?shù)倪^(guò)程中交流直流混合信號(hào)。放大電路中每個(gè)點(diǎn)的電壓或電流將較小的交流信號(hào)復(fù)蓋在靜態(tài)分析(DC)上。(動(dòng)態(tài)分析)清理復(fù)疊。交流路徑：僅考慮交流信號(hào)子回路。直流路徑：僅考慮直流信號(hào)子回路。放大電路的分析方法(1)，信號(hào)的不同組成部分可以分別在不同的信道上進(jìn)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(dòng)態(tài)分析、估計(jì)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(diǎn)公用基本放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的圖形分析(4)，靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大電路操作的影響(1)，放大電路正常放大時(shí)的繪畫(huà)過(guò)程，qp點(diǎn)在哪里，放大工作最好嗎？uo，可輸出的最大無(wú)損信號(hào)，最大無(wú)損電壓振幅，Q，Q，UOM=minUOM1 UOM2，動(dòng)態(tài)分析的圖形(1)，其中：動(dòng)態(tài)分析的圖形(2)，2，如何繪制交流負(fù)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(hào)變化范圍極小時(shí)，可以認(rèn)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(hào)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(jì)算放大電路的動(dòng)態(tài)參數(shù)(AU、ri、rO)。工程基本放大電路的動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算(1)，動(dòng)態(tài)參數(shù)，ii，1。輸入電阻ri計(jì)算，根據(jù)ri的定義，例如，在右側(cè)電路中，很明顯：因?yàn)橥ǔＳ校篟brbe: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(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算(2)，2。輸出電阻rO計(jì)算，根據(jù)定義，放大電路的輸出電阻與負(fù)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(kāi)，iO，獨(dú)立源零點(diǎn)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(fù)荷打開(kāi)時(shí)達(dá)到最大值。定義了工程基本放大電路的動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算(4)、信號(hào)源電動(dòng)勢(shì)us的電壓比例。當(dāng)RS=0時(shí)，Aus=AU。也就是說(shuō)，對(duì)于電壓放大電路，信號(hào)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(hào)頻率范圍的內(nèi)容電阻。測(cè)試：(1)繪制直流路徑并計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)q。(2)繪制交流路徑和微變燈電路，以計(jì)算動(dòng)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(diǎn)q計(jì)算，靜態(tài)工作點(diǎn)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(dǎo)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(fù)反饋電阻，RB2下偏壓電阻，分壓偏壓放大電路(1)，這個(gè)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(dāng)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(rèn)為與溫度無(wú)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(yùn)行，分壓偏置放大電路分析的實(shí)例1，分壓偏置放大電路(7)，2，動(dòng)態(tài)分析，分壓偏置放大電路(8)，缺點(diǎn)：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(jiàn)，增加CE會(huì)導(dǎo)致放大系數(shù)大幅增加。但是輸入電阻反而減少了。電路應(yīng)該如何進(jìn)一步改進(jìn)？分壓偏置放大電路(11)，CE增加后：CE增加前：?jiǎn)栴}2:如果電路如下圖所示進(jìn)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(dòng)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(jí)負(fù)荷，對(duì)上一級(jí)放大的影響小，得到的信號(hào)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(jī)的輸出電阻很小，負(fù)載能力很強(qiáng)。負(fù)載能力強(qiáng)意味著負(fù)載更改時(shí)基本上不會(huì)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