三极管基本分析方法PPT参考课件.ppt

2 2晶体管的基本应用 引言 2 2 2交流分析 2 2 1直流分析 第2章半导体三极管 引言 基本思想 非线性电路经适当近似后可按线性电路对待 利用叠加定理 分别分析电路中的交 直流成分 一 分析三极管电路的基本思想和方法 直流通路 ui 0 为静态 交流通路 ui 0 为动态 只考虑变化的电压和电流 画交流通路原则 1 固定不变的电压源都视为短路 2 固定不变的电流源都视为开路 3 视电容对交流信号短路 第2章半导体三极管 基本方法 图解法 在输入 输出特性图上画交 直流负载线 求静态工作点 Q 分析动态波形及失真等 解析法 根据发射结导通压降估算 Q 用小信号等效电路法分析计算电路动态参数 第2章半导体三极管 二 电量的符号表示规则 AA A 大写表示电量与时间无关 直流 平均值 有效值 A 小写表示电量随时间变化 瞬时值 大写表示直流量或总电量 总最大值 总瞬时值 小写表示交流分量 总瞬时值 直流量 交流瞬时值 交流有效值 直流量往往在下标中加注Q A 主要符号 A 下标符号 uBE UBE ube 第2章半导体三极管 2 2 1直流电路的分析 一 图解分析法 输入直流负载线方程 uCE VCC iCRC uBE VBB iBRB 输出直流负载线方程 输入回路图解 Q 静态工作点 VBB VBB RB 115k UBEQ IBQ 0 7 20 输出回路图解 VCC VCC RC 0 1k 2 3 UCEQ ICQ 0 iB 20 A 第2章半导体三极管 二 工程近似分析法 100 第2章半导体三极管 第2章半导体三极管 2 2 2晶体管开关电路及工作状态的判断 一 晶体管工作状态的判断方法 几种 截止 放大 饱和 当输入uI为低电平 使uBE 0 5V时 三极管截止 iB 0 iC 0 C E间相当于开关断开 三极管关断的条件和等效电路 负载线 饱和区 放大区 截止区 三极管截止状态等效电路 uI UIL 通常用硅管门限电压Uth 0 5V 截止状态 一 晶体管工作状态的判断方法 uI增大使uBE 0 5V时 三极管开始导通 iB 0 三极管工作于放大导通状态 uBE UBE on 0 7V 饱和区 放大区 uI增大使iB增大 从而工作点上移 iC增大 uCE减小 截止区 三极管放大状态等效电路 放大状态 第2章半导体三极管 一 晶体管工作状态的判断方法 饱和区 放大区 截止区 三极管饱和状态等效电路 三极管开通的条件和等效电路 uCE UCE sat 0 3V 0 C E间相当于开关合上 当输入uI为高电平 使iB IB sat 时 三极管饱和 uI UIH S为放大和饱和的交界点 这时的iB称临界饱和基极电流 用IB sat 表示 相应地 IC sat 为临界饱和集电极电流 UBE sat 为饱和基极电压 UBE sat 0 7V UCE sat 为饱和集电极电压 UCE sat 0 3V 在临界饱和点三极管仍然具有放大作用 饱和状态 第2章半导体三极管 第2章半导体三极管 二 晶体管开关电路 T截止 IB 0 IC 0 C E间相当于开关断开 LED不发光 T导通 饱和导通条件 T饱和导通LED发光 因为 所以 iC 0 iC VCC RC 例2 2 1设RB 38k 求VBB 0V 3V时的iC uCE 解 当VBB 0V iB 0 iC 0 5V uCE 5V 当VBB 3V 0 3 uCE 0 3V 0 iC 5mA 三极管的开关等效电路 截止状态 iB 0 uCE 5V iB 饱和状态 uCE 0 判断是否饱和临界饱和电流ICS和IBS iB IBS 则三极管饱和 第2章半导体三极管 2 2 3晶体管基本放大电路及其分析方法 一 图解分析法 线性 非线性 线性 输入回路 A左 B右 输出回路 B左 A右 第2章半导体三极管 例2 2 4 硅管 ui 10sin t mV RB 176k RC 1k VCC VBB 6V 图解分析各电压 电流值 解 令ui 0 求静态电流IBQ 0 7V 30 Q ui IBQ 交流负载线 6 直流负载线 6 ICQ Ucem 第2章半导体三极管 当ui 0uBE UBEQiB IBQiC ICQuCE UCEQ 当ui Uimsin tib Ibmsin tic Icmsin tuce Ucemsin tuo uce iB IBQ Ibmsin tiC ICQ Icmsin tuCE UCEQ Ucemsin t UCEQ Ucemsin 180 t 第2章半导体三极管 基本共发射极电路的波形 IBQ ICQ UCEQ 第2章半导体三极管 二 小信号等效电路分析法 微变等效 1 晶体三极管电路小信号等效电路分析法 三极管电路可当成双口网络来分析 1 晶体三极管H Hybrid 参数小信号模型 从输入端口看进去 相当于电阻rbe rbe Hie 从输出端口看进去为一个受ib控制的电流源 ic ib Hfe rbb 三极管基区体电阻 第2章半导体三极管 2 晶体三极管交流分析 步骤 分析直流电路 求出 Q 计算rbe 画电路的交流通路 在交流通路上把三极管画成H参数模型 分析计算叠加在 Q 点上的各极交流量 第2章半导体三极管 例2 2 5 100 uS 10sin t mV 求叠加在 Q 点上的各交流量 12V 12V 510 470k 2 7k 3 6k 解 令ui 0 求静态电流IBQ 求 Q 计算rbe ICQ IBQ 2 4mA UCEQ 12 2 4 2 7 5 5V 第2章半导体三极管 交流通路 ube uce 小信号等效 分析各极交流量 分析各极总电量 uBE 0 7 0 0072sin t V iB 24 5 5sin t A iC 2 4 0 55sin t mA uCE 5 5 0 85sin t V 第2章半导体三极管 放大电路的非线性失真问题 因工作点不合适或者信号太大使放大电路的工作范围超出了晶体管特性曲线上的线性范围 从而引起非线性失真 NPN管 顶部失真为截止失真 PNP管 底部失真为截止失真 不发生截止失真的条件 IBQ Ibm 交流负载线 第2章半导体三极管 2 Q 过高引起饱和失真 ICS NPN管 底部失真为饱和失真 PNP管 顶部失真为饱和失真 IBS 基极临界饱和电流 不接负载时 交 直流负载线重合 V CC VCC 不发生饱和失真的条件 IBQ Ibm IBS 第2章半导体三极管 当输入电压为正弦波时 如果NPN管共发射极电路发生饱和失真 则集电极电流iC将发生 失真 输出电压uo将发生 失真 A正半波削波 正半波削波B负半波削波 负半波削波C负半波削波 正半波削波D正半波削波 负半波削波 放大电路中 为了使晶体管不工作在饱和区 其静态管压降UCE应选择为 AUCE VCCBUCE 0CUCE UCE