- 模擬電子技術
- 陶玉貴主編
- 1150字
- 2019-10-18 19:23:57
小結
晶體管由兩個PN結組成的三端有源器件,分PNP和NPN兩種類型,根據材料不同有硅管和鍺管之分。它的3個端子被稱為發射極、基極和集電極。在使用時應注意晶體管的極限參數PCM、U(BR)CEO和ICM,以防止晶體管損壞。由于硅材料的熱穩定性好,因而硅材料的晶體管得到廣泛的應用。
表征晶體管性能的有輸入特性和輸出特性,從輸出特性上可以看出,是通過改變基極電流的方法來控制集電極電流的變化,因而晶體管是一種電流控制器件,具有電流放大作用。
晶體管因偏置條件不同,有放大、截止和飽和3種工作狀態。放大狀態的偏置條件是發射結正偏、集電結反偏,并且要設置合適的靜態工作點,放大體現了信號對能量的控制作用;截止狀態的偏置條件是發射結零偏或反偏、集電結反偏;飽和狀態的偏置條件是發射結正偏、集電結正偏。
晶體管放大電路有共發射極、共集電極和共基極3種組態。共發射極放大電路輸出電壓與輸入電壓反相,輸入電阻和輸出電阻適中,電壓放大倍數較大,一般用于低頻放大和多級放大電路的中間級,又稱反相電壓放大器。共集電極放大電路的輸出電壓與輸入電壓同相,電壓放大倍數小于1而近似等于1,但輸入電阻高,輸出電阻低,多用于多級放大電路的輸入級、輸出級和中間緩沖級。共基極放大電路的輸出電壓與輸入電壓同相,輸入電阻很小,輸出電阻比較大,電壓放大倍數也較大,適用于高頻電路、寬頻帶電路和恒流源電路。
放大電路的分析方法主要有圖解法和微變等效電路法。
圖解法是在晶體管的輸出特性曲線上,做出直流負載線,并確定靜態工作點Q,再做出交流負載線,并畫出相對應的輸入信號和輸出信號電壓和電流的波形。利用圖解法可以對放大電路的靜態和動態性能進行分析。
微變等效電路法是在小信號工作條件下用晶體管的輸入電阻和電流放大系數代替電路交流通路中的晶體管,并畫出放大電路其余部分的交流通路,即放大電路的微變等效電路。然后,再用線性電路原理進行分析,計算出放大電路的動態性能指標。微變等效電路法只能用來分析放大電路的動態性能,不能用來分析靜態工作點。
放大電路的主要性能指標有:放大倍數(衡量放大能力)、輸入電阻(反映放大電路對信號源的影響程度)、輸出電阻(反映放大電路的帶負載能力)、上限和下限截止頻率(反映放大電路對信號頻率的適應能力)、最大不失真輸出幅值(反映放大電路的最大輸出能力)等。
多級放大電路各級之間的耦合方式主要有阻容耦合、變壓器耦合、直接耦合3種,集成電路一般都采用直接耦合。
頻率響應是放大電路的重要指標之一。放大電路的電壓放大倍數在高頻區下降的主要原因是晶體管極間電容和分布電容的影響,在低頻區下降的主要原因是耦合電容和射極旁路電容的影響。其中,射極旁路電容對下限截止頻率fL的影響是最主要的。電壓放大倍數與頻率的關系從一個側面描述了放大器的頻率特性,它分為幅頻特性和相頻特性。