三极管电路的小信号模型分析方法.ppt

2 2 3三极管放大电路及其分析方法 一 图解分析法 1 画直流通路 直流图解确定Q点 2 交流图解求三极管的动态电流 电压 3 叠加 求三极管总电流 电压 近似估算求UBEQ 直流图解确定Q点 作输出直流负载线 求ICQ UCEQ 输入特性求 iB 输出特性求 iC uCE 4 求Au uo ui 图解法的优点 直观 形象 能观察放大的全过程 能求Au 能分析非线性失真 能求最大输出动态范围 图解法的缺点 麻烦 误差大 小信号模型分析法思路 当信号足够小时 三极管线性工作 因此可用一个具有相同伏安特性的线性电路来等效 使本来很复杂的非线性电路的分析简化为线性电路的分析 二 小信号模型分析法 微变等效电路分析法 工程分析中 通常先用估算法进行静态分析 再用小信号模型分析法进行动态分析 1 三极管的小信号模型 又称H参数简化小信号模型 称为三极管的共发射极输入电阻 为动态电阻 称为三极管的共发射极输出电阻 为动态电阻 很大 如何获取三极管小信号模型参数 UA称为厄尔利电压 查手册中hfe 讨论 讨论小结 对小信号模型应注意 1 适用条件 放大区 低频 小信号 2 参数与Q点有关 等效电阻是动态电阻 步骤 1 画出放大电路的直流通路 求Q点 2 画出放大电路的交流通路 然后用三极管小信号模型取代交流通路中的三极管 得三极管放大电路的小信号等效电路 3 计算rbe和放大电路动态电流 电压 性能参数 直流通路 指静态电流的通路 用以确定静点工作点 2 放大电路的小信号模型分析法 交流通路 指动态电流的通路 用以给信号提供传输路径 利用之可方便分析电路性能 画法 将电路中的电容断开 将信号电压源短路但保留其内阻 其它元器件保留 画法 将电路中的耦合电容 旁路电容和直流电压源看成短路 直流电流源看成开路 其它元器件保留 例2 2 3 解 图示硅三极管放大电路中 RS为信号源内阻 RL为外接负载电阻 C1 C2为隔直耦合电容 100 us 10sin t mV 试求iB uBE iC uCE 1 画直流通路 估算Q点 UBEQ 0 7V 例2 2 3解续 2 画交流通路和小信号等效电路 例2 2 3解续 2 画交流通路和小信号模型等效电路 3 求rbe 例2 2 3解续 4 求动态量ube ib ic uce 5 求总量uBE iB iC uCE 例2 2 3解续 2 2复习要点 课间休息 2 3单极型半导体三极管及其电路分析 2 3 1MOS场效应管的结构 工作原理及伏安特性 2 3 2结型场效应管的结构 工作原理及伏安特性 2 3 3场效应管的主要参数 2 3 4场效应管基本应用电路及其分析方法 场效应管概述 场效应管概述 场效应管概述 NMOS PMOS 1 种类与结构 2 B S不连 S D可互换 若连 则不可 1 G绝缘 IGFET MOSFET 3 单独使用要连 IC中不连 且USB 0 才能工作 4 符号 2 3 1MOS场效应管的结构 工作原理及伏安特性 1 uGS对输出电流iD的控制作用 a uGS 0时 无导电沟道 b 给uGS加正电压 当uGS UGS th 时 栅极表面层形成导电沟道 开始形成导电沟道所需的栅源电压称为开启电压 UGS th 2 工作原理 1 uGS对输出电流iD的控制作用 a uGS 0时 无导电沟道 b 给uGS加正电压 当uGS UGS th 时 栅极表面层形成导电沟道 c 增大uGS 则导电沟道加宽 开始形成导电沟道所需的栅源电压称为开启电压 UGS th 改变uGS可控制导电沟道的宽窄 从而控制输出电流iD的大小 2 uDS对输出电流iD的控制作用 DS间的电位差使沟道呈锥形 靠近漏极端的沟道最窄 2 uDS对输出电流iD的控制作用 DS间的电位差使沟道呈锥形 靠近漏极端的沟道最窄 当uGD UGS th 时 漏极附近反型层消失 称为预夹断 2 uDS对输出电流iD的控制作用 DS间的电位差使沟道呈锥形 靠近漏极端的沟道最窄 当uGD UGS th 时 漏极附近反型层消失 称为预夹断 继续增大uDS时 预夹断点向源极移动 2 uDS对输出电流iD的控制作用 2 uDS对输出电流iD的控制作用 预夹断发生之前 uDS iD 预夹断发生之后 uDS iD不变 1 输出特性 3 伏安特性 uGS UGS th 沟道全夹断iD 0 提示 FET和BJT的饱和区含义 特性不同 2 全夹断与预夹断不同 特点 iD 0 条件 uGS UGS th 特点 iD gm uGS 条件 uGS UGS th uDS uGS UGS th UGS K rds 压控电阻 uDS小 若认为UGS th UGS off 与NJFET的条件对应 三个工作区 uDS uGS UGS th 2 转移特性 当EMOS管工作于放大区时 电流方程为 uGS 2UGS th 时的iD值 饱和区时 为一族重叠曲线 二 N沟道耗尽型MOSFET 二 N沟道耗尽型MOSFET 二 N沟道耗尽型MOSFET 1 结构 符号与工作原理 制造时在Sio2绝缘层中掺入正离子 故在uGS 0时已形成沟道 改变uGS可控制导电沟道的宽窄 当uGS UGS off 时 沟道全夹断 简称NDMOS管 1 结构 符号与工作原理 制造时在Sio2绝缘层中掺入正离子 故在uGS 0时已形成沟道 改变uGS可控制导电沟道的宽窄 当uGS UGS off 时 沟道全夹断 栅源电压为零时存在原始导电沟道的场效应管称为耗尽型场效应管 无原始导电沟道 只有在uGS绝对值大于开启电压uGS th 绝对值后才能形成导电沟道的 称为增强型场效应管 耗尽型场效应管导电