第八章-电工电子课件分解.ppt

第8章，半导体晶体管和基本放大电路，学习目标 1)了解晶体管结构、分类、晶体管电流分配和放大作用；2)掌握晶体管输入特性和输出特性。3)了解晶体管公用参数。4)了解基本放大电路的组成和工作原理。5)了解具有稳定工作点的放大电路的工作原理。6)了解fet的分类、结构、工作原理和特性。能力目标 1)掌握晶体管3种工作状态的判断。2)掌握共用灌水器单管放大电路的分析计算。3)掌握稳定工作点放大电路的分析计算。4)晶体二极管，晶体管简单判别；5)可以单独完成施工极点放大电路的测试实验。8.1半导体晶体管，1 .半导体晶体管结构半导体晶体管也是晶体晶体管。在硅(或锗)上使用光刻、扩散等制成。结构如图所示。晶体管结构和符号，a)NPN型晶体管，b)PNP型晶体管，半导体晶体管分类：按结构分类的NPN型晶体管和PNP型晶体管；半导体材料、硅晶体管和锗晶体管；根据功率大小，有大、中、低功率管。根据工作频率，有高频管和低频管。根据作用点，放大管和开关管等。2 .半导体晶体管电流分配和放大作用、晶体管电流放大作用必须满足发射结正向偏移、集电极结反向偏移外部条件。晶体管放大电路中的三种连接方法：公共底座、公共发射极、公共集电极。如图所示。放大电路的三种连接方式，a)公用发射极b)公用基极c)公用集电极，NPN型晶体管公用辐射极放大电路，如下图所示，电源UBB和UCC保证了发射连接正向偏移和集电极连接反向偏移。晶体管内的载流量移动，(1)载流量行为1)将载流量注入载流量基准区域2)电子在基准区域扩散，复合3)电子收集三个电极的电流分别为，(2)电流管电流分配关系1)电流IE，IC，IB之间的关系：也就是说，晶体管放大电路中的电流、电压放大作用及其能量都来自外部直流电源，晶体管本身不能产生能量，只能起到“小型控制台”的能量控制作用。3 .晶体晶体管特性曲线，(1)输入特性曲线晶体管输入特性曲线是当uCE为常量值时输入电流iB与输入电压uCE的关系曲线。函数表达式如下：晶体管输入特性曲线测试电路，晶体管输入特性曲线测试电路，uCE=0时测试电路的等效电路图，uce=0v时晶体管公用发射极输入特性测试等效电路，晶体管公用发射极输入特性曲线，晶体管公用发射极输入特性曲线，(2 晶体管公用发射极输出特性曲线、(三极管公用发射极输出特性曲线、三极管的输出曲线可以分为以下三个区域： (1)基准区域通常属于iB=0的曲线下部分(2)放大区域发射结正向偏移，收集器结反向偏移区域称为放大区域。(3)饱和区晶体管发射接头，集电极接头位于正偏置。三种状态的条件和特性列在清单上。(3)温度对晶体管特性的影响，温度增加时，晶体管输入特性曲线向左移动；在晶体管输出曲线上移动；晶体管将变大。输出曲线中每条曲线的距离随温度的增加而增加。，4 .晶体晶体管参数，1)公用发射极直流电流放大系数表示在相同发射电路中没有输入信号的情况下，在特定uCE中晶体管集电极电流与基准电流的比率。如果是ICICEO，则直流电流放大系数：2)总发射极交流电流放大系数是电路中特定uCE的集电极电流变化量IC和基准电流变化量IB的比率，即。晶体管操作可以在输出特性曲线的线性时考虑。3)收集器-基座反向饱和电流ICBO表示发射极开路、集电极和基座之间的反向饱和电流。(4)集电极-发射极反向饱和电流ICEO是基极电路中断时集电极-发射极之间的穿透电流ICEO的两倍，即。5)集电极最大允许功率PCM此参数根据管温升高确定，不能超过此值，必须注意热条件。硅碳管的最大允许连接温度为150 ，锗管的最大允许连接温度可达到70 。确定管道PCM后，当IC和UCE知道临界损失时，它会以双曲线连接到输出属性。6)收集器最大电流收集器电流IC超过特定值时，明显减少，该值称为收集器最大电流ICM。7)反向击穿电压基座打开时收集器和发射极之间可以承受的最大反向电压-U(BR)CEO，通常为数十伏。发射器打开时收集器和底座之间可承受的最大反向电压-U(BR)CBO通常大于-U(BR)CEO。收集器打开时，发射器和底座之间可承受的最大反向电压-U(BR)CBO通常为5V左右。8.2总发射极基本放大电路，放大电路的本质是利用较小的能量控制更大的能量的能量控制装置。1.公共发射极基本放大器电路的配置晶体管公共发射极基本放大器电路如图所示。(1)每个组件的操作1)晶体管2)集电极电源VCC3)集电极负载电阻RC4)基极电源和基极电阻Rb5)耦合电容C1和C2(2)放大电路的配置原理1)直流电源设置包括晶体管发射接头正向偏移、集电极接头反向偏移。2)组件布置必须允许信号从放大电路的输入部添加到晶体管(晶体管)，并且可以在放大后的输出点输出。3)选择组件参数时，信号应放大而不失真，并满足放大电路的性能指标。(3)放大电路电压和电流的符号为便于分析，统一规定了电路中每个极电流和电压的符号。1)直接流量使用大写表示法增加。例如，IB、IC、IE、UCE。2)交流量用小写和小写下标表示。例如，IB、IC、uce。3)增加AC/DC复盖的全功率小写符号。例如，IB、IC、uce。4) AC的有效值大写和小写下标表示法。例如Ib、ube。2 .共同发射极基本放大电路的静态分析，查找静态工作点：静态工作点可以通过放大电路的直流路径(直流电流经过的路径)进行近似计算。Dc通路如下图所示。施工极基本放大电路的直流路径，其中硅管为0.7V，锗管为0.3V，如果存在，则输入电路为。也就是说，一个电路的静态工作点的设置是否适当是放大器电路是否正常工作的重要条件，是非常必要的。静态工作点设置不正确，输入信号振幅大的情况下，如果放大电路的工作范围超过晶体管特性曲线的线性区域，则主要是截止失真和饱和失真导致非线性失真。因为普通。选择VCC，R0时，IB也称为固定偏置公共放大电路，如果输出电路为，3。共发射极基本放大电路的动态分析，(1)基准电流、集电极电流、基极和发射极之间的电压，集电极和发射极之间的电压是直流元件和交流元件的叠加，因此，共发射极基本放大电路的放大原理。放大器输入正弦电压后，晶体管的每个极电流电压波形可以用下图表示。，放大器晶体管每个极电流电压波形图，(2)总发射极放大电路的动态分析1)晶体管H参数小信号电路模型，a)晶体管双端口网络，b)H参数简化电路模型，晶体管H参数小信号电路模型，与晶体管输出端交流短路输入电阻的晶体管静态工作点q相关的值。设计可以使用以下公式进行估算：贝塔是晶体管输出部交流短路中的电流放大系数。如果是常数，则收集器输出电流的变化量(如果是交流)和输入基准电流的变化量比(即)(2)晶体管电路交流分析通常使用放大电路的交流路径(交流电流流经的路径)来研究交流量和放大电路的动态性能。如图所示。电压放大倍数AU计算：放大电路输入电阻计算：放大电路输出电阻计算：4。具有稳定工作点的放大电路，(1)分割偏置电路的结构和工作原理，分压偏置电路的结构。子压力偏压电路，相应的选择参数，基准电压VBQ为：工作点稳定过程将、(2)计算静态工作点，分割偏移回路将首先计算ICQ，然后计算IBQ，最后计算VCEQ。示例：(3)下图显示了分压偏压回路的微可变等效回路。分压偏压电路的微可变等效电路，电压放大倍数AU计算：放大器输入电阻计算：8.3场效应管，场效应管用输入电压控制电流大小的半导体晶体管，电压控制装置。广泛应用于集成电路。1.n信道增强绝缘栅场效应的原理和特性(1)结构，(2)原理如图所示，其特点为uGS=0，id=0。如果看到形成UGSUGS(th)、iD0、N、N通道增强型绝缘栅极fet导电频道，则增强型绝缘栅极fet的泄漏电流iD由栅极电压UGS控制，并且uGS必须为正数且大于UGS(th)，才能工作。(3)特性曲线1)过渡特性曲线增强型NMOS管道的过渡特性曲线地物a，如果uGS=0，则id=0；ID0，UGS(th)只有在uGSUGS(th)存在的情况下才称为开电压。与输出特性曲线的恒流区域相对应的uGSUGS(th)中iD和uGS的关系如下：其中IDo是ID值(如果UGS=2UGS(th)。2)输出特性曲线图b，绝缘栅极fet的输出特性曲线是可变电阻区域(uDS较小的区域)、饱和区域(ud sugsuGS(th)、截止区域(uGSUGS(th)的区域)，a)传输特性曲线b)输出特性曲线n通道增强型绝缘栅极fet，fet特性图，2。fet参数和使用注意事项，(1)设定fet的主要参数电压UGS(th): uDS值开始在增强的MOS管中出现iD时的UGS值称为开路电压。跨导GM:表示uDS不变时泄漏电流变化量iD与栅源极电压变化量uGS的比率。最大耗散功率PCM:表示在正常管操作条件下不能超过的最大滴定功率。(2)使用注意事项1) fet的浇口不能悬挂。2)绝缘栅fet的三个极必须相互短路，并且接合fet保持开放状态，以防止在储存时被外部电场损坏管。3)焊接时，必须先将fet的3个电极短路，并按照源极、制动、闸的顺序焊接。钎焊烙铁要接地好，焊接时要切断电源。4)绝缘栅极场效应管不能确定质量的好坏，接合场效应管可以。3 .fet选择方法，如果控制电压可以为正，则必须选择耗尽fet。信号的内部电阻高时，要获得更好的放大和更低的噪音，应使用fet。信号内部电阻很低的时候，应该使用晶体管(晶体管)。低功耗、低噪声、弱信号和UHF需要使用fet。用作双向导电开关时，必须选择fet。4 .fet与双极晶体