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文檔簡(jiǎn)介
1.2.1異形半導(dǎo)體接觸現(xiàn)象
在形成的P-N結(jié)中,由于兩側(cè)的電子和空穴的濃度相差很大,因此它們會(huì)產(chǎn)生擴(kuò)散運(yùn)動(dòng):電
子從N區(qū)向P區(qū)擴(kuò)散;空穴從P去向N區(qū)擴(kuò)散。因?yàn)樗鼈兌际菐щ娏W?,它們向另一?cè)擴(kuò)散的同時(shí)在N區(qū)
留下了帶正電的空穴,在P區(qū)留下了帶負(fù)電的雜質(zhì)離子,這樣就形成了空間電荷區(qū),也就是形成了電場(chǎng)
(自建場(chǎng)).
它們的形成過程如圖(D,(2)所示
空間電荷區(qū)
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空間自搴場(chǎng)的形成<2)
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多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)(1)
在電場(chǎng)的作用下,載流子將作漂移運(yùn)動(dòng),它的運(yùn)動(dòng)方向與擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的方向相反,阻止擴(kuò)散運(yùn)
動(dòng)。電場(chǎng)的強(qiáng)弱與擴(kuò)散的程度有關(guān),擴(kuò)散的越多,電場(chǎng)越強(qiáng),同時(shí)對(duì)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的阻力也越大,當(dāng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)
與漂移運(yùn)動(dòng)相等時(shí),通過界面的載流子為0。此時(shí),PN結(jié)的交界區(qū)就形成一個(gè)缺少載流子的高阻區(qū),我們
又把它稱為阻擋層或耗盡層。
1.2.2PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>
1.PN結(jié)外加正向電壓
PN結(jié)外加正向電壓的接法是P區(qū)接電源的正極,N區(qū)接電源的負(fù)極。這時(shí)外加電壓形成電場(chǎng)的
方向與自建場(chǎng)的方向相反,從而使阻擋層變窄,擴(kuò)散作用大于漂移作用,多數(shù)載流子向?qū)Ψ絽^(qū)域擴(kuò)散形成
正向電流,方向是從P區(qū)指向N區(qū)。如圖(1)所示
這時(shí)的PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài),它所呈現(xiàn)的電阻為正向電阻,正向電壓越大,電流也越大。它的
關(guān)系是指數(shù)關(guān)系:
其中:ID為流過PN結(jié)的電流,U為PN結(jié)兩端的電壓,
UT=kT/q稱為溫度電壓當(dāng)量,其中,k為波爾茲曼常數(shù),T為絕對(duì)溫度,q為電子電量,在室溫
下(300K)時(shí)UT=26mv,IS為反向飽和電流。
2.PN結(jié)外加反向電壓
它的接法與正向相反,即P區(qū)接電源的負(fù)極,N區(qū)接電源的正極。此時(shí)的外加電壓形成電場(chǎng)的
方向與自建場(chǎng)的方向相同,從而使阻擋層變寬’漂移作用大于擴(kuò)散作用,少數(shù)載流子在電場(chǎng)的作用下,形
成漂移電流,它的方向與正向電壓的方向相反,所以又稱為反向電流。因反向電流是少數(shù)載流子形成,故
反向電流很小,即使反向電壓再增加,少數(shù)載流子也不會(huì)增加,反向電壓也不會(huì)增加,因此它又被稱為反
向飽和電流。即:ID=-IS
此時(shí),PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài),呈現(xiàn)的電阻為反向電阻,而且阻值很高“
由以上我們可以看出:PN結(jié)在正向電壓作用下,處于導(dǎo)通狀態(tài),在反向電壓的作用下,處于截
止?fàn)顟B(tài),因此PN結(jié)具有單向?qū)щ娦浴K碾娏骱碗妷旱年P(guān)系通式為:它被稱為伏安特性方程,如圖(3)
所示為伏安特性曲線。
3.PN結(jié)的擊穿
PN結(jié)處于反向偏置時(shí),在一定的電壓范圍內(nèi),流過PN結(jié)的電流很小,但電壓超過某一數(shù)值
時(shí),反向電流急劇增加,這種現(xiàn)象我們就稱為反向擊穿。
擊穿形式分為兩種:雪崩擊穿和齊納擊穿。
對(duì)于硅材料的PN結(jié)來說,擊穿電壓〉7V時(shí)為雪崩擊穿,<4v時(shí)為齊納擊穿。在4V與7V之
間,兩種擊穿都有。由于擊穿破壞了PN結(jié)的單向?qū)щ娦?,因此一般使用時(shí)要避免。
需要指出的是,發(fā)生擊穿并不意味著PN結(jié)燒壞。
4.PN結(jié)的電容效應(yīng)
由于電壓的變化將引起電荷的變化,從而出現(xiàn)電容效應(yīng),PN結(jié)內(nèi)部有電荷的變化,因此它具有
電容效應(yīng),它的電容效應(yīng)有兩種:勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容。
勢(shì)壘電容是由阻擋層內(nèi)的空間電荷引起的。
擴(kuò)散電容是PN結(jié)在正向電壓的作用下,多數(shù)載流子在擴(kuò)散過程中引起電荷的積累而產(chǎn)生的。
PN結(jié)正偏時(shí),擴(kuò)散電容起主要作用,PN結(jié)反偏時(shí),勢(shì)壘電容起主要作用。
5.半導(dǎo)體二極管
(1)二極管的結(jié)構(gòu)和分類
半導(dǎo)體二極管是由PN結(jié)加上引線和管殼構(gòu)成的。它的類型很多。
按制造材料分:硅二極管和褚二極管。
按管子的結(jié)構(gòu)來分有:點(diǎn)接觸型二極管和面接觸型二極管。
二極管的邏輯邏輯符號(hào)為:(2)二極管的特性
正向特性
當(dāng)正向電壓低于某一數(shù)值時(shí),正向電流很小,只有當(dāng)正向電壓高于某一值時(shí),二極管才有明顯
的正向電流,這個(gè)電壓被稱為導(dǎo)通電壓,我們又稱它為門限電壓或死區(qū)電壓,一般用UON表示,在室溫
下,硅管的UON約為0.6-—0.8V,錯(cuò)管的U0N約為0.1—0.3v,我們一般認(rèn)為當(dāng)正向電壓大于U0N時(shí),
二極管才導(dǎo)通。否則截止。
反向特性
二極管的反向電壓一定時(shí),反向電流很小,而且變化不大(反向飽和電流),但反向電壓大于某
一數(shù)值時(shí),反向電流急劇變大,產(chǎn)生擊穿。
溫度特性
二極管對(duì)溫度很敏感,在室溫附近,溫度每升高1度,正向壓將減小2—2.5mV,溫度每升高
10度,反向電流約增加一倍。
(3)二極管的主要參數(shù)
我們描述器件特性的物理量,稱為器件的特性。二極管的特性有:
最大整流電流IF它是二極管允許通過的最大正向平均電流。
最大整流電流IF它是二極管允許通過的最大正向平均電流
最大反向工作電壓UR它是二極管允許的最大工作電壓,我們一般取擊穿電壓的一般作UR
反向電流IR二極管未擊穿時(shí)的電流,它越小,二極管的單向?qū)щ娦栽胶谩?/p>
最高工作頻率fM它的值取決于PN結(jié)結(jié)電容的大小,電容越大,頻率約高。
二極管的直流電阻RD加在管子兩端的直流電壓與直流電流之比,我們就稱為直流電阻.它可
表示為:RD=UF/IF它是非線性的,正反向阻值相差越大,二極管的性能越好。
二極管的交流電阻rd在二極管工作點(diǎn)附近電壓的微變化與相應(yīng)的微變化電流值之比,就稱為
該點(diǎn)的交流電阻。
(4)穩(wěn)壓二極管
穩(wěn)壓二極管是一種特殊的面接觸型二極管,其特性和普通二極管類似,但它的反向擊穿是可逆
的,不會(huì)發(fā)生"熱擊穿“,而且其反向擊穿后的特性曲線比較陡直,即反向電壓基本不隨反向電流變化而
變化,這就是穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓特性。穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)為穩(wěn)壓值UZ和最大穩(wěn)定電流IZM,穩(wěn)壓值
UZ一般取反向擊穿電壓。穩(wěn)壓二極管使用時(shí)一般需串聯(lián)限流電阻,以確保工作電流不超過最大穩(wěn)定電流
IZMo
(5)二極管的應(yīng)用
二極管的運(yùn)用,主要是利用它的單向?qū)щ娦浴K鼘?dǎo)通時(shí),我們可用短線來代替它,它截止時(shí),
我們可認(rèn)為它斷路。因此,在應(yīng)用電路中,關(guān)鍵是判斷二極管的導(dǎo)通或截止。
a.限幅電路
當(dāng)輸入信號(hào)電壓在一定范圍內(nèi)變化時(shí),輸出電壓也隨著輸入電壓相應(yīng)的變化;當(dāng)輸入電壓高于
某一個(gè)數(shù)值時(shí),輸出電壓保持不變,這就是限幅電路。我們把開始不變的電壓稱為限幅電平。它分為上限
幅和下限幅。
限幅電路如圖(1)所示。改變E值就可以改變限幅電平。如輸入電壓波形圖如圖(2)。
⑴
當(dāng)E=0時(shí)限幅電平為Ov。ui>0時(shí)二極管導(dǎo)通,uo=0,ui<0時(shí),二極管截止,uo=ui,它的波形
圖為:如圖⑶所示
當(dāng)時(shí),限幅電平為+e。ui+E時(shí),二極管導(dǎo)通,uo二E,它的波形圖為:如圖(4)所示
時(shí),限幅電平為+e。ui
<e<um時(shí),限幅電平為時(shí),限幅電平為+e°ui
幅電平為負(fù)數(shù),它的波形圖為:如圖(5)所示(p="〃X/e〈O時(shí),限幅電平為負(fù)數(shù),它的波形圖為:如圖(5)所示
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style:normal;font-variant:normal;font-weight:normal;letter-
spacing:normal;line-height:18px;orphans:2;text-align:-webkit-
auto;text-indent:Opx;text-transform:none;white-space:normal;
widows:2;word-spacing:Opx;一webkit-text-size-adjust:auto;一
webkit-text-stroke-width:Opx;background-color:rgb(255,255,255);
〃〉
b.二極管門電路
二極管組成的門電路,可實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算。如圖⑹所示的電路,只要有
一條電路輸入為低電平時(shí),輸出即為低電平,僅當(dāng)全部輸入為高電平時(shí),輸出
才為高電平。實(shí)現(xiàn)邏輯''與”運(yùn)算.
(6)
C.其他二極管
發(fā)光二極管
發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱LED,它是一種將電能轉(zhuǎn)換為光能的半導(dǎo)體器件,主
要是由M-V族化合物半導(dǎo)體如碑化錢(GaAs),磷化錢(GaP)制成。
光電二極管
光電二極管是將光能轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件。
光電耦合器件
光電耦合器件是由光電二極管和發(fā)光二極管組合起來的。
變?nèi)荻O管
變?nèi)荻O管是利用PN結(jié)的勢(shì)壘電容隨外加反向電壓的變化特性制成
的。
</e<0時(shí),限幅電平為負(fù)數(shù),它的波形圖為:如圖(5)所示?
1.3.1三極管的結(jié)構(gòu)和分類
通俗來講,三極管內(nèi)部為由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的三層結(jié)構(gòu),根據(jù)分層次序分為NPN
型和PNP型兩大類。
不管是什么樣的三極管,它們均包含三個(gè)區(qū):發(fā)射區(qū),基區(qū),集電區(qū),同時(shí)相應(yīng)的引出三個(gè)電
極:發(fā)射極,基極,集電極。同時(shí)又在兩兩交界區(qū)形成PN結(jié),分別是發(fā)射結(jié)和基點(diǎn)結(jié)?
基電極c]
基電極c|
p
基板b吟
p
發(fā)射板e(cuò).⑴發(fā)射極e.
三極管的三種連接方式
1.3.2三極管的放大作用
把兩個(gè)二極管背靠背的連在一起,是沒有放大作用的,要想使它具有放大作用,必須滿足以下
條件:1。發(fā)射區(qū)中進(jìn)行重?fù)诫s;2?;鶇^(qū)做得很薄;3。集電極面積大。
1.載流子的傳輸過程
因?yàn)榘l(fā)射結(jié)正向偏置,且發(fā)射區(qū)進(jìn)行重?fù)诫s,所以發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子擴(kuò)散注入至基區(qū),又由
于集電結(jié)的反向作用,故注入至基區(qū)的載流子在基區(qū)形成濃度差,因此這些載流子從基區(qū)擴(kuò)散至集電結(jié),
被電場(chǎng)拉至集電區(qū)形成集電極電流。而留在基區(qū)的很少。因?yàn)榛鶇^(qū)做的很薄。
此外,因?yàn)榧娊Y(jié)反向偏置,所以集電區(qū)中的空穴和基區(qū)中的電子(均為少數(shù)載流子)在結(jié)電場(chǎng)
作用下做漂移運(yùn)動(dòng)。
上述載流子的傳輸過程如圖(3)所示。
2.電流的分配關(guān)系
由于載流子的運(yùn)動(dòng),從而產(chǎn)生相應(yīng)電流,它們的關(guān)系如下:
其中:ICEO為發(fā)射結(jié)少數(shù)載流子形成的反向飽和電流;ICBO為IB=O時(shí),集電極和發(fā)射極之間
的穿透電流。為共基極電流的放大系數(shù),為共發(fā)射極電流的放大系數(shù)。它們可定義為:
放大系數(shù)有兩種(直流和交流),但我們一般認(rèn)為,它們二者是相等的,不區(qū)分它們。
3.三極管的特性曲線
以NPN管共發(fā)射極為例
(1).輸入特性
它與PN結(jié)的正向特性相似,三極管的兩個(gè)PN結(jié)相互影響,因此,輸出電壓UCE對(duì)輸入特性有
膨響,且UCE>1,時(shí)這兩個(gè)PN結(jié)的輸入特性基本重合。我們用UCE=O和UCE>=1,兩條曲線表示,如圖(4)所
示
(2).輸出特性
它的輸出特性可分為三個(gè)區(qū):(如圖(5)的特性曲線)
(1)截止區(qū):IB<=0時(shí),此時(shí)的集電極電流近似為零,管子的集電極電壓等于電源電壓,兩個(gè)結(jié)
均反偏
(2)飽和區(qū):此時(shí)兩個(gè)結(jié)均處于正向偏置,UCE=O.3V
(3)放大區(qū):此時(shí)IC=BIB,IC基本不隨UCE變化而變化,此時(shí)發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。
4.三級(jí)管主要參數(shù)
(1).放大系數(shù)
它主要是表征管子放大能力。它有共基極的放大系數(shù)和共發(fā)射極的放大系數(shù)。它們二者的關(guān)系
是:
(2).極間的反向電流
(a)集電極基極間反向飽和電流ICBO
發(fā)射極開路時(shí),在其集電結(jié)上加反向電壓,得到反向電流。它實(shí)際上就是一個(gè)PN結(jié)的反向電
流。其大小與溫度有關(guān)。
錯(cuò)管:【CBO為mA(10-6)數(shù)量級(jí),
硅管:ICBO為nA(10-9)數(shù)量級(jí)。
(b)集電極發(fā)射極間的穿透電流ICEO
基極開路時(shí),集電極到發(fā)射極間的電流一一穿透電流。
其大小與溫度有關(guān)。ICEO與ICBO關(guān)系為:ICEO=(1+B)ICBO
(3).極限參數(shù)
(a)集電極最大允許電流ICM
Ic增加時(shí),b要下降。當(dāng)b值下降到線性放大區(qū)b值的70%時(shí),所對(duì)應(yīng)的集電極電流稱為集電
極最大允許電流ICM?
(b)集電極最大允許功率損耗PCM
集電極電流通過集電結(jié)時(shí)所產(chǎn)生的功耗,
PC=ICUCE
(c)基極開路時(shí),集電極與發(fā)射極之間允許的最大反向電壓U(BR)CE0。
(4).參數(shù)與溫度的關(guān)系
由于半導(dǎo)體的載流子受溫度影響,因此三極管的參數(shù)受溫度影響,溫度上升,輸入特性曲線向
左移,基極的電流不變,基極與發(fā)射極之間的電壓降低。輸出特性曲線上移。
溫度升高,放大系數(shù)也增加I。
-:放大電路的組成原理
基本共發(fā)射極電路如圖右所示。圖中v是NPN型三極管,擔(dān)負(fù)放大作用,是整個(gè)電路的核心器
件。
放大電路的組成原則是:(D:放大器件工作在放大區(qū)(三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置,集電結(jié)反
向偏置)(2):輸入信號(hào)能輸送至放大器件的輸入端(三極管的發(fā)射結(jié))(3):有信號(hào)電壓輸出。
我們判斷一個(gè)放大電路能否放大輸入,可按上述原則進(jìn)行。
如用PNP三極管,則電源和電容Cl,C2的極性均反向。
基本放大電路的習(xí)慣畫法
(1)(2)
二:直流通路和交流通路在分析放大電路時(shí)有兩類問題:直流問題和交流問題。(1)直流通
路:將放大電路中的電容視為開路,電感視為短路即得。它又被稱為靜態(tài)分析。(2)交流通路:將放大電
路中的電容視為短路,電感視為開路,直流電源視為短路即得。它又被稱為動(dòng)態(tài)分析。
按上述原則,可畫出圖(2)的直流通路和交流通路。如圖所示(3)和(4)。
⑷
直流工作點(diǎn),又稱為靜態(tài)工作點(diǎn),簡(jiǎn)稱Q點(diǎn)。它可以通過公式求出,也可以通過作圖的方法求出。
一:公式法計(jì)算Q點(diǎn)
根據(jù)放大電路的直流通路,估算出放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。下面把求IB,IC.I'CE的公式列出
來
三極管導(dǎo)通時(shí),UBE的變化很小,可視為常數(shù),我們一般認(rèn)為:硅管為0.7V褚管為0.2V
例:用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。
已知:VCC=12V,RC=4KQ,Rb=300KQ,p=37.5O
二:圖解法計(jì)算Q點(diǎn)
三極管的電流、電壓關(guān)系可用輸入特性曲線和輸出特性曲線表示,我們可以在特性曲線上,直
接用作圖的方法來確定靜態(tài)工作點(diǎn)。用圖解法的關(guān)鍵是正確的作出直流負(fù)載線,通過直流負(fù)載線與
iB=IBQ的特性曲線的交點(diǎn),即為Q點(diǎn)。讀出它的坐標(biāo)即得IC和UCE
圖解法求Q點(diǎn)的步驟為:(1):通過直流負(fù)載方程畫出直流負(fù)載線,(直流負(fù)載方程為
UCE=UCC-iCRC)(2):由基極回路求出IB(3):找出iB=IB這一條輸出特性曲線與直流負(fù)載線的交點(diǎn)就是
Q點(diǎn)。讀出Q點(diǎn)的坐標(biāo)即為所求。
例2:如圖⑸所示電路,已知Rb=280千歐,Rc=3千歐,Ucc=12伏,三極管的輸出特性曲線如
圖(6)所示,試用圖解法確定靜態(tài)工作點(diǎn)。
Vcz12
ZB?----=-----=0.04mA=40LLA
R300
/crapis=37.5x0.04=1.5mA
心=Pcc-IcRc=12-1.5x4=6V
(5)(6)
解:(1)畫直流負(fù)載線:因直流負(fù)載方程為UCE=UCC-iCRCiC=O,UCE=UCC=12V;L'CE=4niA,
iC=UCC/RC=4mA,連接這兩點(diǎn),即得直流負(fù)載線:如圖(3)中的蘭線(2)通過基極輸入回路,求得
1B=(UCC-UBE)/RC=40uA(3)找出Q點(diǎn)(如圖(3)所示),因此IC=2mA;UCE=6V
三:Q點(diǎn)的影響電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作
靜態(tài)工作點(diǎn)的位置在實(shí)際應(yīng)用中很重要,它與電路參數(shù)有關(guān)。下面我們分析一下電路參數(shù)Rb,
Rc.Ucc對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響。
改變Rb改變Rc改變Ucc
Rb變化,只對(duì)I,有影響。Rb增Rc變化,只改變負(fù)載線的縱坐標(biāo)Rc增大,Ucc變化,1■和直流負(fù)載線同時(shí)變化Ucc^
大,I0減小,工作點(diǎn)沿直流負(fù)載線負(fù)載線的縱坐標(biāo)上移,工作點(diǎn)沿h=I二條特性大,IB增大,直流負(fù)載線水平向右移動(dòng),工作點(diǎn)向
下移。曲線右移右上方移動(dòng)
Rb減小,I西大,工作點(diǎn)沿直流RC減小,負(fù)載線的縱坐標(biāo)下移,工作點(diǎn)沿岸I.Ucc減小,IB減小,宜流負(fù)載線水平向左移動(dòng),工
負(fù)載線上移這條特性曲線左移作點(diǎn)向左下方移動(dòng)
-:圖解法分析動(dòng)態(tài)特性
1.交流負(fù)載線的畫法解:畫微變等效電路.UO.ill解:
交流負(fù)載線的特點(diǎn):
*
必須通過靜態(tài)工作點(diǎn)
?
交流負(fù)載線的斜率由R"L表示(R"L=Rc〃RD交流負(fù)載線的畫法(有兩種):(1)
■
先作出直流負(fù)載線,找出Q點(diǎn);
■
作出一條斜率為R”的輔助線,然后過Q點(diǎn)作它的平行線即得。(此法為點(diǎn)斜式)(2)
9
先求出UCE坐標(biāo)的截距(通過方程U"CC=UCE+1CR"L)
連接Q點(diǎn)和U"CC點(diǎn)即為交流負(fù)載線。(此法為兩點(diǎn)式)
例1:作出圖(D所示電路的交流負(fù)載線。已知特性曲線如圖(2)所示,Ucc=12V,Rc=3千歐,
RL=3千歐,Rb=280千歐。
解:(1)作出直流負(fù)載線,求出點(diǎn)Q。(2)求出點(diǎn)U"cc。U"cc=Uce+IcR"L=6+1.5*2=9V(3)連接
點(diǎn)Q和點(diǎn)U"cc即得交流負(fù)載線(圖中黑線即為所求)
放大電路的非線性失真
作為對(duì)放大電路的要求,應(yīng)使輸出電壓盡可能的大,但它受到三極管非線性的限制。當(dāng)信號(hào)過
大或者工作點(diǎn)選擇不合適,輸出電壓波形將產(chǎn)生失真。由于是三極管非線性引起的失真,所以稱為非線性
失真。
1.由三極管特性曲線非線性引起的失真
這主要表現(xiàn)在輸入特性的起始彎曲部分,輸出特性的間距不勻當(dāng)輸入又比較大時(shí),就會(huì)使lb、
Uce和Ic的正負(fù)半周不對(duì)稱,即產(chǎn)生非線性失真。如圖(1)所示
2.工作點(diǎn)不合適引起的失真
(1)工作點(diǎn)Q點(diǎn)設(shè)置偏高會(huì)產(chǎn)生飽和失真
若工作點(diǎn)Q點(diǎn)設(shè)置偏高,雖然基極動(dòng)態(tài)電流ib為不失真的正弦波,但是由于在輸入信號(hào)正半
周,靠近峰值的某段時(shí)間內(nèi)晶體管進(jìn)入了飽和區(qū),導(dǎo)致集電極動(dòng)態(tài)電流iC產(chǎn)生頂部失真,集電極電阻Rc
上的電壓波形必然隨之產(chǎn)生同樣的失真。由于輸出電壓vo與Rc上電壓的變化相位相反,從而導(dǎo)致vo波
形產(chǎn)生底部失真,此種由于晶體管進(jìn)入飽和區(qū)工作而產(chǎn)生的失真現(xiàn)象稱為飽和失真。
如圖⑶所示
(2)工作點(diǎn)Q點(diǎn)設(shè)置偏低會(huì)產(chǎn)生截止失真。
若工作點(diǎn)Q點(diǎn)設(shè)置偏低,在輸入信號(hào)負(fù)半周靠近峰值的某段時(shí)間內(nèi),晶體管b-e間電壓總量
vBE小于其導(dǎo)通電壓(開啟電壓),BJT截止。因此基極電流ib將產(chǎn)生底部失真。集電極電流iC和集電極
電阻Rc上電壓的波形必然會(huì)隨之產(chǎn)生同樣的失真,從而導(dǎo)致vo波形產(chǎn)生頂部失真。這種由于BJT
進(jìn)入截止區(qū)工作而產(chǎn)生的失真稱為截止失真。
如圖⑵所示。
應(yīng)當(dāng)指出,截止失真和飽和失真都是比較極
端的情況。實(shí)際上,在輸入信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi),即使晶體管始終工作在放大區(qū)域,也會(huì)因?yàn)檩?/p>
入特性和輸出特性的非線性而使輸出波形產(chǎn)生失真,只不過當(dāng)輸入信號(hào)幅值較小時(shí),這種失真非常小,可
忽略不計(jì)而已。
三.微變等效電路
微變等效電路的基本思想是,當(dāng)輸入信號(hào)變化的范圍很小(微變)時(shí),可以認(rèn)為三極管電壓,電
流變化量之間的關(guān)心基本上是線性的。即在一個(gè)很小的范圍內(nèi).輸入特性,輸出特性均可近似的看作是一
段直線。因此,就可給三極管建立一個(gè)小信號(hào)的線性模型,這就是微變等效電路。利用微變等效電路,可
以將含有非線性元件(三極管)的放大電路轉(zhuǎn)化成為我們熟悉的線性電路,然后,就可以利用電路分析課程
中的學(xué)習(xí)的有關(guān)方法來求解。
四.三種基本組態(tài)放大電路的分析
微變等效電路,主要用于對(duì)放大電路的動(dòng)態(tài)特性分析。三極管有三種接法,故放大電路也有三
種基本組態(tài)。一個(gè)放大電路的性能怎樣,是通過性能指標(biāo)來描述的!
1.放大電路的性能指標(biāo)
(1)電壓放大倍數(shù)Au
它是用來衡量放大電路的電壓放大能力的指標(biāo)。它可定義為輸出電壓的幅值或有效值與輸入電
壓的幅值或有效值之比,有時(shí)也稱為增益。即
Au=Uo/UiAus=Uo/Us
電壓源放大倍數(shù)Aus是表示輸出電壓幅值或有效值與信號(hào)源電壓值比。顯然,當(dāng)信號(hào)源內(nèi)阻
R=0時(shí),Aus=Au。它就是考慮了信號(hào)源內(nèi)阻Rs影響時(shí)的Au。
(2)電流放大倍數(shù)Ai
它是用來衡量放大電路的電流放大能力。它可定義為輸出電流I。與輸入電流曾幅值或有效值
之比即Ai=Io/Ii
Ai越大表明放大能力越好.
(3)功率放大倍數(shù)Ap.
它定義為輸出功率與輸入功率之比。即
Ap=Po/Pi=IUolo1/1UiIi=|AuAi
(4)輸入電阻ri
放大電路由信號(hào)源提供輸入信號(hào),當(dāng)放大電路與信號(hào)院相連時(shí),就要從信號(hào)源索取電流。索取
電流的大小表明了放大電路對(duì)信號(hào)源的影響,所以定義輸入電阻來衡量放大電路對(duì)輸入信號(hào)源的影響。當(dāng)
信號(hào)頻率不高時(shí),電抗效應(yīng)不考慮,則ri=Ui/Ii
(5)輸出電阻ro
從輸出端看進(jìn)去的放大電路的等效電阻,稱為輸出電阻ro。輸出電阻的高低表明放大電路所能
驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力。ro越小表明帶負(fù)載能力越強(qiáng)。則ro=U2/I2
下面我們用微變等效電路法計(jì)算放大電路的Au,ri,ro
1.共e極放大電路
對(duì)放大電路進(jìn)行靜態(tài)分析,主要是確定其靜態(tài)工作點(diǎn)Q,即求出IBQ,ICQ,UCEQ。對(duì)放大電路
進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,主要是計(jì)算放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。
共射放大電路
(a)共射放大電路(b)微變等效電路
靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算
ICQ二?IBQ
UCEQ=VCC-ICQRC
交流性能參數(shù)的計(jì)算
電壓放大倍數(shù)
6
輸入電阻
輸出電阻Ro=Rc
2.共c極放大電路
共集放大電路信號(hào)從基極輸入,從發(fā)射極輸出,集電極作為輸入輸出的公共端。該電路又稱為
射極輸出器,或稱射極跟隨器,也是最常用的一種基本電路。共集電極電路的特點(diǎn)是:輸入阻抗高,輸出
阻抗低,電壓放大倍數(shù)小于1接近于1,主要用作輸入極、輸出極和極間緩沖極。
用微變等效電路分析共集放大電路
(a)共集放大電路(b)h參數(shù)微變等效電路
靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算
心-r.q?%?勺―+。?刃&]
,%-喂
%+Q+種4
再由1CQ邛1BQ,UCEQ=VCCTCQRe可求出靜態(tài)工作點(diǎn)。
交流性能的計(jì)算
,皆
&K
⑹cb)
37
共集電路的輸入電阻很大而輸出電阻很小;另外它的電壓放大倍數(shù)雖然小于1,但它的電流放大
倍數(shù)仍較大,約為(1+B)倍。
3.共b極放大電路
共基極電路的輸入信號(hào)加在晶體管的發(fā)射極,輸出是集電極,基極是輸入輸出的公共端。
用微變等效電路分析共基極放大電路
(a)共基極放大電路(b)微變等效電路
靜態(tài)工作點(diǎn)分析
1姆-勺
交流性能分析
其中
?
與共射放大電路比較,共基放大電路的特點(diǎn)是:(1)電壓放大倍數(shù)數(shù)值上同相,而共基電路是
正值,表明輸入與輸出同相;電流放大倍數(shù)共基電路是略小于1。(2)輸入電阻比共射電路小,輸出電阻相
同。(3)共基電路的頻率響應(yīng)好.在要求頻率特性高的場(chǎng)合多采用共基電路。
三種電路的比較
連接方式性能比較(大、中、?。?/p>
公共端輸入端輸出端
國(guó)
RiRo其它
共射電路ebc大大小大
共集電路cbe小大大小
共基電路bec大小小大頻帶寬
2、3放大電路的動(dòng)態(tài)分析
-:圖解法分析動(dòng)態(tài)特性
1.交流負(fù)載線的畫法解:畫微變等效電路4。/〃解:
交流負(fù)載線的特點(diǎn):必須通過靜態(tài)工作點(diǎn)交流負(fù)載線的斜率由R"表示(R"=Rc〃R)
交流負(fù)載線的畫法(有兩種):(1)先作出直流負(fù)載線,找出Q點(diǎn);作出一條斜率
為R”的輔助線,然后過Q點(diǎn)作它的平行線即得。(此法為點(diǎn)斜式)(2)先求出U.坐標(biāo)的
截距(通過方程UJ=U.+IR")連接Q點(diǎn)和U”.點(diǎn)即為交流負(fù)載線。(此法為兩點(diǎn)式)
例1:作出圖(1)所示電路的交流負(fù)載線。已知特性曲線如圖(2)所示,Ucc=12V,
Rc=3千歐,R.=3千歐,Rb=280千歐。
解:(1)作出直流負(fù)載線,求出點(diǎn)Q。(2)求出點(diǎn)U"cc。
U"cc=Uce+IcR"L=6+l.5*2=9V(3)連接點(diǎn)Q和點(diǎn)U"cc即得交流負(fù)載線(圖中黑線即為所求)
二.放大電路的非線性失真
作為對(duì)放大電路的要求,應(yīng)使輸出電壓盡可能的大,但它受到三極管非線性的限制。當(dāng)信
號(hào)過大或者工作點(diǎn)選擇不合適,輸出電壓波形將產(chǎn)生失真。由于是三極管非線性引起的失真,
所以稱為非線性失真。
1.由三極管特性曲線非線性引起的失真
這主要表現(xiàn)在輸入特性的起始彎曲部分,輸出特性的間距不勻當(dāng)輸入又比較大時(shí),就會(huì)使
Ib、Uce和Tc的正負(fù)半周不對(duì)稱,即產(chǎn)生非線性失真。如圖(1)所示
2.工作點(diǎn)不合適引起的失真
(1)工作點(diǎn)Q點(diǎn)設(shè)置偏高會(huì)產(chǎn)生飽和失真
若工作點(diǎn)。點(diǎn)設(shè)置偏高,雖然基極動(dòng)態(tài)電流/為不失真的正弦波,但是由于在輸入信號(hào)正
半周,靠近峰值的某段時(shí)間內(nèi)晶體管進(jìn)入了飽和區(qū),導(dǎo)致集電極動(dòng)態(tài)電流,產(chǎn)生頂部失真,集
電極電阻月上的電壓波形必然隨之產(chǎn)生同樣的失真。由于輸出電壓匕與用上電壓的變化相位相
反,從而導(dǎo)致口波形產(chǎn)生底部失真,此種由于晶體管進(jìn)入飽和區(qū)工作而產(chǎn)生的失真現(xiàn)象稱為飽
和失真。
如圖(3)所示
(2)工作點(diǎn)Q點(diǎn)設(shè)置偏低會(huì)產(chǎn)生截止失真。
若工作點(diǎn)Q點(diǎn)設(shè)置偏低,在輸入信號(hào)負(fù)半周靠近峰值的某段時(shí)間內(nèi),晶體管b-e間電壓總
量V"小于其導(dǎo)通電壓(開啟電壓),BJT截止。因此基極電流i,將產(chǎn)生底部失真。集電極電流i:
和集電極電阻R上電壓的波形必然會(huì)隨之產(chǎn)生同樣的失真,從而導(dǎo)致V。波形產(chǎn)生頂部失真。這
種由于BJT
進(jìn)入截止區(qū)工作而產(chǎn)生的失真稱為截止失真。
如圖(2)所示。
應(yīng)當(dāng)指出,截止失真和飽和失真都是比較極
端的情況。實(shí)際上,在輸入信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi),即使晶體管始終工作在放大區(qū)域,也會(huì)因
為輸入特性和輸出特性的非線性而使輸出波形產(chǎn)生失真,只不過當(dāng)輸入信號(hào)幅值較小時(shí),這種
失真非常小,可忽略不計(jì)而已。
三.微變等效電路
微變等效電路的基本思想是,當(dāng)輸入信號(hào)變化的范圍很?。ㄎ⒆儯r(shí),可以認(rèn)為三極管電
壓,電流變化量之間的關(guān)心基本上是線性的。即在一個(gè)很小的范圍內(nèi),輸入特性,輸出特性均
可近似的看作是一段直線。因此,就可給三極管建立一個(gè)小信號(hào)的線性模型,這就是微變等效
電路。利用微變等效電路,可以將含有非線性元件(三極管)的放大電路轉(zhuǎn)化成為我們熟悉的
線性電路,然后,就可以利用電路分析課程中的學(xué)習(xí)的有關(guān)方法來求解。
四.三種基本組態(tài)放大電路的分析
微變等效電路,主要用于對(duì)放大電路的動(dòng)態(tài)特性分析。三極管有三種接法,故放大電路也
有三種基本組態(tài)。一個(gè)放大電路的性能怎樣,是通過性能指標(biāo)來描述的!
1.放大電路的性能指標(biāo)
(1)電壓放大倍數(shù)Au
它是用來衡量放大電路的電壓放大能力的指標(biāo)。它可定義為輸出電壓的幅值或有效值與輸
入電壓的幅值或有效值之比,有時(shí)也稱為增益。即
Au=Uo/UiA.=Uo/Us
電壓源放大倍數(shù)Aus是表示輸出電壓幅值或有效值與信號(hào)源電壓值比。顯然,當(dāng)信號(hào)源內(nèi)
阻R=0時(shí),A..=Au。它就是考慮了信號(hào)源內(nèi)阻Rs影響時(shí)的Au。
(2)電流放大倍數(shù)Ai
它是用來衡量放大電路的電流放大能力。它可定義為輸出電流Io與輸入電流li幅值或有
效值之比即Ai=Io/Ii
Ai越大表明放大能力越好.
(3)功率放大倍數(shù)Ap.
它定義為輸出功率與輸入功率之比。即
Ap=Po/Pi=|Uolo|/|UiIi|=|AuAi|
(4)輸入電阻r
放大電路由信號(hào)源提供輸入信號(hào),當(dāng)放大電路與信號(hào)院相連時(shí),就要從信號(hào)源索取電流。
索取電流的大小表明了放大電路對(duì)信號(hào)源的影響,所以定義輸入電阻來衡量放大電路對(duì)輸入信
號(hào)源的影響。當(dāng)信號(hào)頻率不高時(shí),電抗效應(yīng)不考慮,則r=Ui/li
(5)輸出電阻r
從輸出端看進(jìn)去的放大電路的等效電阻,稱為輸出電阻r輸出電阻的高低表明放大電路
所能驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力。r越小表明帶負(fù)載能力越強(qiáng)。則ro=U2/I2
下面我們用微變等效電路法計(jì)算放大電路的Au,rro
1.共e極放大電路
對(duì)放大電路進(jìn)行靜態(tài)分析,主要是確定其靜態(tài)工作點(diǎn)Q,即求出L,L,U、。對(duì)放大電路
進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,主要是計(jì)算放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。
共射放大電路
(a)共射放大電路(b)微變等效電路
靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算
1.=?1,
U.=V,-L,R.
交流性能參數(shù)的計(jì)算
電壓放大倍數(shù)
輸入電阻
輸出電阻R=R
2.共c極放大電路
共集放大電路信號(hào)從基極輸入,從發(fā)射極輸出,集電極作為輸入輸出的公共端。該電路又
稱為射極輸出器,或稱射極跟隨器,也是最常用的一種基本電路。共集電極電路的特點(diǎn)是:輸
入阻抗高,輸出阻抗低,電壓放大倍數(shù)小于1接近于1,主要用作輸入極、輸出極和極間緩沖
極。
用微變等效電路分析共集放大電路
(a)共集放大電路(b)h參數(shù)微變等效電路
靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算
,%一"■
再由L邛L,IL=V-LR可求出靜態(tài)工作點(diǎn)。
交流性能的計(jì)算
駕機(jī)/麾P
共集電路的輸入電阻很大而輸出電阻很小;另外它的電壓放大倍數(shù)雖然小于1,但它的電
流放大倍數(shù)仍較大,約為(1+B)倍。
3.共b極放大電路
共基極電路的輸入信號(hào)加在晶體管的發(fā)射極,輸出是集電極,基極是輸入輸出的公共端。
用微變等效電路分析共基極放大電路
(a)共基極放大電路(b)微變等效電路
靜態(tài)工作點(diǎn)分析
i.1
交流性能分析
…,…侏
4?W.4
其中
與共射放大電路比較,共基放大電路的特點(diǎn)是:(D電壓放大倍數(shù)數(shù)值上同相,而共基電
路是正值,表明輸入與輸出同相;電流放大倍數(shù)共基電路是略小于1。(2)輸入電阻比共射電路
小,輸出電阻相同。(3)共基電路的頻率響應(yīng)好,在要求頻率特性高的場(chǎng)合多采用共基電路。
三種電路的比較
2、4多極放大電路
--多極放大電路的耦合的方式
常用的耦合方式有三種,即阻容耦合、直接耦合和變壓器耦合。
1.多極放大電路的耦合方式
多極放大電路方框如下圖
2、估算電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻用和輸出電阻以。
蟀:畫微變等效電路
〃EQ=《C-/C遙=12V-2mAx3k=6V
信負(fù)
號(hào)
源
載
其中,輸入級(jí)與中間級(jí)的主要作用是實(shí)現(xiàn)電壓放大,輸出級(jí)的主要作用是功率放大,以推動(dòng)
負(fù)載工作。
在計(jì)算多級(jí)放大電路交流參數(shù)時(shí)常采用兩種方法,一是畫出多級(jí)放大電路的微變等效電
路,然后用電路方面知識(shí)直接求出U.和U之比,即整個(gè)多級(jí)放大電路的總電壓放大倍,以及輸
入電阻和輸出電阻。另一方法是先求出每級(jí)電壓放大倍數(shù)(利用基本放大電路的一些公式),
然后相乘得到總電壓放大倍數(shù)。但在求單級(jí)放大電路的放大倍數(shù)時(shí),要考慮到它后面一級(jí)的輸
入電阻應(yīng)看作為它的負(fù)載電阻,而它前面一級(jí)的輸出電阻對(duì)它而言應(yīng)看作為是信號(hào)源的內(nèi)阻。
在求多級(jí)放大電路輸入電阻和輸出電阻時(shí)也應(yīng)考慮前后級(jí)的影響。
2阻容耦合
阻容耦合電路級(jí)與級(jí)之間由電容、電阻來連接的。如圖右所示。
優(yōu)點(diǎn):各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)是相對(duì)獨(dú)立,不互相影響
缺點(diǎn):不使用于傳送緩慢變化的信號(hào)(電容容抗過大,使信號(hào)衰減很大);不能傳送直流
信號(hào);在集成電路難于制造。
3.直接耦合
為了避免電容對(duì)緩慢變化的信號(hào)在傳輸過程中帶來的不良影響連接起來,這種連接方式稱
為直接耦合。其電路如圖右所示。
直接耦合的特點(diǎn):
⑴優(yōu)點(diǎn):既可以放大交流信號(hào)也可以放大直流和變化非常緩慢的信號(hào);電路簡(jiǎn)單便于集成,
所以集成電路中多采用這種耦合方式。
(2)缺點(diǎn):存在著各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互牽制和零點(diǎn)漂移這兩個(gè)問題。
4.變壓器耦合
我們把級(jí)與級(jí)之間通過變壓器連接的方式稱為變壓器耦合。其電路如下圖所示。
二,多極放大電路的指標(biāo)計(jì)算
1,電壓放大倍數(shù)
根據(jù)電壓放大倍數(shù)的定義式
多級(jí)放大電路的倍數(shù)等于各級(jí)放大電路倍數(shù)的乘積.即:
Au=A,AAA?
2.輸入電阻
多級(jí)放大電路的輸入電阻,就是輸入級(jí)的輸入電阻。計(jì)算時(shí)要注意:當(dāng)輸入級(jí)為共集電極放
大電路時(shí),要考慮第二級(jí)的輸入電阻作為前級(jí)負(fù)載時(shí)對(duì)輸入電阻的影響。
3.輸出電阻
多級(jí)放大電路的輸出電阻就是輸出級(jí)的輸出電阻。計(jì)算時(shí)要注意:當(dāng)輸出級(jí)為共集電極放
大電路時(shí),要考慮其前級(jí)對(duì)輸出電阻的影響。
分析圖P3.1所示是一個(gè)二級(jí)阻容耦合放大電路。
解:它第一級(jí)是共集放大電路,第二級(jí)是共射放大電路,因此它是共集一共射組態(tài)的二級(jí)
放大電路。
下面我們來分析這個(gè)放大電路,設(shè)
片=魚=50歹闋津=uag2=07匕…」200Q
電容c,c,c,C均為足夠大。
1.靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算
I=?0.0L
囪的+("&】
工富4】?%:7
&21+Rg
2.交流性能計(jì)算
先求出每級(jí)電壓放大倍數(shù),再求出總的電壓放大倍數(shù)。晶體管的h參數(shù)為
.叼一^砧耳=001襁
津樂+(l+£)&i
KJ
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/21.勺22
第二級(jí)的輸入電阻r相當(dāng)于是第一級(jí)的負(fù)載電阻,它為
麗=物'+£學(xué)匕2.8《
3.不密夕瀏
限2山必必?專平,;,J;36K
lCQl
輸入電阻和輸出電阻為
H.」V'L1J'3)小〃記卜445K
」<-4;-1/
分析圖P3.2所示是一個(gè)兩級(jí)直接耦合放大電路。
解:T、T分別為共集、共射放大組態(tài)。共集電路具有阻抗變換作用,取其輸入電阻
高,輸出電阻低,共射電路電壓放大倍數(shù)較大,兩者結(jié)合后放大電路的性能較好。
圖P3.2
靜態(tài)工作點(diǎn)的確定不能每級(jí)分別計(jì)算,可以通過下面的聯(lián)立電路方程來求得:
第一級(jí)的電壓放大倍
A_4(1/"2)
%1+聞(凡1/2)
其中r為第二級(jí)的輸入電阻,它為
F*2Ml1晨求
42?工2制+2)凡2
4,-A<2
在B>>1、p?i時(shí)
.RC2
42
輸入電阻和輸出電阻分別為
A-%〃依aUi1角;R:,巾3
3.1頻率特性的一般概念
一.頻率特性的概念
對(duì)低頻段,由于耦合電容的容抗變大,高頻時(shí)l/?c?R,可視為短路,低頻段時(shí)1/?C?R不
成立。我們定義:當(dāng)放大倍數(shù)下降到中頻區(qū)放大倍數(shù)的0.707倍時(shí);即
時(shí)的頻率稱為下限頻率fl。如圖右是考慮頻率特性時(shí)的等效電路
對(duì)高頻段,由于三極管極間電容或分布電容的容抗較小,低頻段視為開路,高頻段處113c
較小,此時(shí)考慮極間電容影響的等效電路如圖3-1(b)所示。當(dāng)頻率上升時(shí),容抗減小,使加至放大
電路的輸入信號(hào)減小,輸出電壓減小,從而使放大倍數(shù)下降。同時(shí)也會(huì)在輸出電壓與輸入電壓間
產(chǎn)生附加相移。同樣我們定義:當(dāng)放大倍數(shù)下降到中頻區(qū)放大倍數(shù)的0.707倍,即
Auh=(l/)Aum時(shí)的頻率稱為上限頻率fh。2
共發(fā)射極放大電路的甩壓放大倍數(shù)將是一個(gè)復(fù)數(shù),即
其中幅度Au和相角小都是頻率的函數(shù),分別稱為放大電路的幅頻特性和相頻特性??捎脠D
3-2(a)和(b)表示。我們稱上、下限頻率之差為通頻帶ibw,即
fbw=fh-fl
通頻帶的寬度,表征放大電路對(duì)不同頻率的輸入信號(hào)的響應(yīng)能力,它是放大電路的重要技術(shù)
指標(biāo)之一。
二.線性失真
線性失真有兩種形式:相頻失真和幅頻失真
一個(gè)周期信號(hào)經(jīng)傅里葉級(jí)數(shù)展開后,可以分解為基波、一次諧波、二次諧波等多次諧波。
設(shè)輸入信號(hào)5(。由基波和二次諧波組成,如圖(a)所示,經(jīng)過線性電路后,基波與二次諧波振
幅之間的比例沒有變化,但是它們之間的時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)系變了,疊加合成后同樣引起輸出波形不
同于輸入波形,這種線性失真稱之為相頻失真。
線性失真的第一種形式如圖(b)所示。假設(shè)輸入波形Ui⑴僅由基波、二次諧波構(gòu)成,它
們之間的振幅比例為10:6,如圖(b)上所示。該輸入波形經(jīng)過線性放大電路后,由于放大電路
對(duì)不同頻率信號(hào)的不同放大倍數(shù),使得這些信號(hào)之間的比例發(fā)生了變化,變成了10:3,這二者
累加后所得的輸出信號(hào)U。⑴如圖(b)下所示。對(duì)比Ui⑴,可見兩者波形發(fā)生了很大的變化,這就
是線性失真的第一種形式,即幅頻失真。
低綾段喝合電容的影響
U.
(6)高領(lǐng)段極間電容的彩響
4=(I/VLU)
42
4=44
3.2三極管的頻率參數(shù)
(1)
(2)
(3)
B的幅頻特性
-.共發(fā)射極電流放大系數(shù)B的截止頻率力
將值下降到時(shí)的0.707倍時(shí)的頻率隼定義為B的截止頻率。按公式(3-4)也可計(jì)算出,當(dāng)f=f
6時(shí),
二,特征頻率f
定義值降為1時(shí)的頻率仃為三極管的特征頻率。將f=fl和代入⑵式,則得1=
由于通常fT/fp?l,所以上式可簡(jiǎn)化為
fT=30fp上式表示了fT和電的關(guān)系。
物.
血=(1/收成之0.7074
問左孑小選之網(wǎng)
p\
大系數(shù)Q的截止頻率fa
由上述的關(guān)系得
(4)(5)
定義當(dāng)下降為中頻aO的0.707倍時(shí)的頻率fa為a的截止頻率。
fa、電、仃之間有何關(guān)系?將式(1)代入式(4)得
四.三極管混合參數(shù)TT型等效電路
1.完整的混合TT型模型
(1)混合n型參數(shù)和h參數(shù)之間的關(guān)系
hl
A
?1+-51+4
~7
(1+也)%
<0)不考慮c;敕c.的齡化泡令型.等效電路。)檢化路多數(shù)籥效電路
2.簡(jiǎn)化的混合II型模型
(2)卬的等效過程
此式表明,從b,、e兩端看進(jìn)去,跨接在b,、c之間的電容Cu的作用,和一個(gè)并聯(lián)在b,、e
兩端,其電容值為的電容等效。這就是密勒定理。如圖(2)中(c)所示。照町=
八小2626/7
lSQ1CQ
g./工=g/%=餌
5式1+犬)Us,
11
/夕,ja)(l+K)Cp
3.3共e極放大電路的頻率特性
(1)共e極放大電路及其混合7T型等效電路
具體分析時(shí),通常分成三個(gè)頻段考慮:
(1)中頻段:全部電容均不考慮,耦合電容視為短路,極間電容視為開路。
(2)低頻段:耦合電容的容抗不能忽略,而極間電容視為開路。
(3)高頻段:耦合電容視為短路,而極間電容的容抗不能忽略。
這樣求得三個(gè)頻段的頻率響應(yīng),然后再進(jìn)行
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