电工学A2第二章.ppt

第七章半导体晶体管和交流放大电路，2013年3月，第七章半导体晶体管和交流放大电路，本章内容，1 .共发射放大器电路的静态分析，3 .微变分等效电路分析，焦点：2。共发射电路的动态分析，4 .放大器的负反馈、7-1半导体晶体管、基座、发射极、集电极、NPN型、符号：NPN型晶体管、PNP型晶体管、7-1半导体晶体管、7-1-1基本结构、箭头指示发射区电流的实际方向晶体管的核心是两个PN结：发射结和集电极结，发射结是输入电路，输出电路的共同端，公用发射极电路，测量晶体管放大特性的实验线，7-1-2电流放大，1。 每个电极电流关系和电流放大，结论：1) 3电极电流关系ie=IB ic2) icib1，晶体管3电极的电流是什么关系？以上部分回顾，2，晶体管发射极和集电极可以更换吗？怎么了？2 .晶体管内部载波运动规律、孔从基区到发射区的扩散可以忽略不计。发射结为正，发射区电子继续扩散到基地区，已形成发射极电流IE。进入基本区域的电子的一小部分与基本区域的孔相结合，形成电流IBE，大部分扩散到集电极结。电子从基座扩散，形成ICE，收集进入集电极节点，作为集电极节点的小儿子。收集器连接反向偏移，准分子形成反向电流ICBO。RC、3。晶体管内部电流器的运动规律，IC=ice ICB oice，IB=IBE-icboibe从晶体管放大的外部条件、辐射耦合正、集电极耦合、电势的角度来看，NPN发射结正部分VBVE集电极接合反VCVB、晶体管(晶体管)是电流控制元件，所谓的电流放大作用是利用基本电流的微小变化来控制集电极电流的大变化。PNP发射结正偏置VB收集器结反偏置VBVC，即管各电极电压与电流的关系曲线是管内载波运动的外部表示，是反映晶体管性能的放大电路分析的基础。需要研究特性曲线的原因：1)直观分析管道的工作状态2)合理选择偏置电路的参数，性能良好的电路设计，应用最广泛的常用发射极连接方法的特性曲线，7-1-3晶体管的电压电流特性曲线，发射极是输入电路，输出电路的公共末端，公共发射极电路，公共发射极电路输入特性，死区：关注硅管道0.5V、锗管道0.1V。NPN型硅管ube 0.6至0.7 vpnp型锗管ube 0.2至0.3v，IB (a)，ube (v)，20，40，60，80输出属性，IB=0，20a，条件：发射接合正向偏移收集器接合反向偏移，(2)切断区域，IB0下一个区域具有切断区域，条件：发射连接反向偏移，收集器连接反向偏移，饱和区域，阻挡区域，(3)饱和区域Uce0，icucc/RC。条件：发射结正向偏移收集器结正向偏移UCES:饱和压降、硅管0.3V、锗管0.1V、放大区域、饱和区域、截止区域、放大区域、晶体管输入输出特性曲线、7-1-4晶体管主要参数、1、电流放大系数因此，选择管道时，这两个电流将尽可能小，从而减少温度对管道性能的影响。7-1-4晶体管主要参数，4，集电极最大允许电流，5，集电极反向击穿电压U(BR)CEO，6，集电极最大允许功率损耗PCM，放大概念3360，将弱变化信号放大到较大信号。输出电压或电流在振幅上放大，输出信号能量增强，放大电路的本质：1。输出信号的能量实际上是由直流电源提供的。2.小能量信号是通过晶体管电流控制作用将直流电源的能量转换为交流能量输出的负载的7-2基本交流放大电路，放大电路的基本要求：1。必须有足够的放大(电压、电流、功率)。2.尽可能小的波形扭曲。还有输入电阻、输出电阻、通过带等其他技术指标。主要讨论电路的电路结构、工作原理、分析方法，放大电路必须包含放大装置，放大区域，晶体管t放大元件，iC=iB。为了保证集电极接头半偏转，发送接头实现正偏转，使晶体管工作在放大区域进行。基本电源EB和基本电阻r b-发射结为正数，并提供适当大小的基本电流。总发射极基本放大器、7-2-1放大器配置、信号源、负载、集电极电源EC -电路提供能量。确保集合反偏转。收集器电阻RC -将变化的电流转换为变化的电压。组合电容C1，C2-隔离输入、输出和放大电路的直流连接，同时确保信号平稳输入和输出。信号源，负载，公用发射极基本电路，工程中常用的图，总发射极基本电路，7-2-1放大器电路的配置，信号不失真(适当的静态工作点)，UCC，Ucc、RC、C1、C2、t、rl、ui、uo、和，有输入信号(ui0)时，晶体管放大电路工作原理，7-2-2放大器电路分析方法，放大器电路分析，静态分析，动态分析，估计方法，图解法，微可变等效电路方法，图解法，直流路径，DC路径，7-2-3确定静态工作点，估计方法，(1)沿直流路径估计IB，Rb称为偏压电阻，IB称为偏压电流，将UBE报告为0.7V的常数，(2)沿直流路径估计UCE，IC，IC，IC，已知：UCC=12V，RC=4k，RB=300k，=37.5。解决方案：注释：回路的IB和IC具有不同的数量级别，使用示例2:估算方法计算图标回路的静态工作点。如范例1，范例2所示，电路不同时计算静态值的公式也不同。可用于KVL:可用于KVL:(IB，UBE)和(IC，UCE)分别对应于在I/o特性曲线中确定静态工作点。第二，图形方法，IC，uce，uce IC满足什么关系？1 .晶体管输出特性曲线。2 . uce=UCCICRC。直流负载线坡度比，直流负载线，由IB确定的输出性质和直流负载线的交点由qpoint，o，图表确定静态值，步骤：1。用估计方法确定IB，优点：可以直观地分析和理解静态值的变化对放大器电路的影响。，2 .IC和UCE，DC负载线方程式由输出特性确定，用作确定静态值、非线性失真的图形方法，如果q设置不合适，则当晶体管进入截止区域或饱和区域工作时，会发生非线性失真。如果q设置太高，一个晶体管将进入饱和区域操作，饱和将扭曲。适当地减小基波电流可以消除失真。非线性扭曲、q设置太低时，晶体管进入截止区域操作，导致截止扭曲。适当地增加基波电流可以消除失真。如果q设置正确，将信号振幅设置得太大会产生失真，减小信号振幅会消除失真。上面的部分检查了UCC=6v、Rb=270k、RC=3k、晶体管设置为硅管的施工极放大器回路，如下图所示。使用图形方法查找回路的静态工作点。7-2-4放大器电路的动态分析，动态：放大器电路有信号输入(ui 32;0)时的操作状态。分析方法：微可变等效电路方法，图解法。使用的回路：放大回路的交流路径。动态分析：计算电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。分析对象：每个极电压和电流的交流组件。目的：找出Au、ri、ro与电路参数之间的关系，并以设计为基础。交流信号(输入信号ui)，-，RL，-，uo，ui，UCC不起作用，电容短路，信号源单独起作用，1，图形方式，虚线右侧线性方程式uce=，晶体管工作状态沿交流负载线移动，负载线通过QS点，虚线左晶体管输出特性曲线，在晶体管输出特性曲线上绘制交流负载线，如何创建交流负载线，IB，交流负载线，1，先执行直流负载线确定qpoint，3，将线转换为qpoint，交流波形图，40uA，60uA，20uA，动态分析图形方法(输出端子打开，负载情况比较)，负载时电压比例降低。2，微等效电路方法，微等效电路：由非线性元件晶体管(晶体管)组成的放大电路相当于线性电路。就是使非线性晶体管线性化成为线性分量。线性化条件：晶体管在较小的信号(微变量)下工作。因此，静态工作点附近小范围内的特性曲线可以使用直线近似替换。微可变等效电路方法：使用放大电路的微可变等效电路分析计算放大电路电压放大Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。晶体管微变等效电路可在晶体管特性曲线中找到。在信号很高的情况下，静态工作点附近的输入特性可能在较小的范围内近似线性化。1 .晶体管微变压器等效电路，K，其次，微等效电路方法、(1)输入电路、q、输入特性、晶体管输入电阻、晶体管输入电路(b、e之间)可以代替rbe等效。也就是说，使用rbe来确定ube和IB之间的关系。(2)输出电路，rce越大，rce电阻越高，因此恒流特性越好，通常被忽略。晶体管输出电阻、输出特性、输出特性线性工作空间是距离几乎相等的一组平行线。晶体管电流放大系数，晶体管输出电路(c，e之间)用于确定控制电流源ic=ib等效，即IC和IB之间的关系。通常在文档中以hfe表示，范围在20到200之间。o、IB、晶体管、微型等效电路、1。可以在晶体管微等效电路、晶体管b、e之间用rbe等效项代替。晶体管c，e可以替换为受控电流源ic，2 .放大电路的微等效电路，使用交流通道的一个晶体管代替晶体管微等效电路，放大电路的微等效电路。交流通道、微可变等效电路、分析时假定输入为正弦交流，因此等效电路的电压和电流可以由下而上表示。，microvariable equivalent电路，2 .放大电路中的微可变等效电路，使用微可变等效电路代替交流通道中的晶体管，放大电路中的微可变等效电路。3 .电压比例的计算，由于rbe与IE相关，因此当放大电路的输出打开(未连接RL)时，电压比例与静态IE相关。负载电阻越小，倍率越小。表示式的负号表示输出电压的相位与输入相反。3 .电压比例的计算，范例2:范例1，范例2在电路不同时计算电压比例Au的公式也不同。根据misequivalent回路查找ui和IB、uo和IC的关系。4 .对信号源(或前放大电路)的放大电路的输入电阻计算，可用作等效替代的一个电阻的负荷。这种电阻是信号源的负载电阻，即放大电路的输入电阻。定义：对于交流信号，输入电阻为动态电阻。输入电阻是指示放大电路从信号源中吸引电流大小的参数。一般来说，您想要更大的输入电阻。示例1:5。放大电路的输出电阻计算，放大电路的负载(或后放大电路的负载)的信号源，可以使其等于达比宁，等效电源的内部电阻是放大电路的输出电阻。定义：输出电阻是动态电阻，与负载无关。输出电阻是表示具有负载能力的放大器电路的参数。电路的输出电阻越小，负载变化时输出电压就变得越小，因此通常需要较小的输出电阻。施工极放大器电路特性：1 .高放大；输入电阻低。3.输出电阻高。示例3:获取ro的步骤：1)获取负载RL，3)和电压，4)获取，加，2)命令或，对于放大电路，晶体管内必须有适当的静态工作点，以使放大电路具有足够的动态范围，恒定放大和输入，以及，7-4分压偏压电路，1，影响静态工作点q稳定性的因素：电源电压波动，电路参数变化，晶体管老化等，最重要的因素：晶体管特性参数(uBE，ICBO)引起了温度变化的qpoint变化。温度升高会增加收集器电流，从而降低静态工作点的稳定性。因此稳定qpoint的关键是：2、静态工作点q、分压偏压电路稳定，3、分压偏压电路分析，静态工作点q估计，直流路径，3、分压偏压电路分析，动态分析，交流，以上回顾：1，分裂偏压电路稳定静态工作点的原因是什么？2，分压偏压电路四重旁路电容器的作用？删除后对回路有何影响？7-5输出级别(公用集放大器)，电路结构特性：交流通道，收集器电极为输入电路，输出电路公用端(公用集)，输出电压为发射极(输出电路)，7-5输出级别(公用集放大电路)静态