电工学7.ppt
《电工学7.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电工学7.ppt(65页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、电工电子学,第 七 章 半导体三极管及交流放大电路,主讲教师:龚军 EAIL:,第七章 半导体三极管及交流放大电路,本章内容,1. 共射级放大电路的静态分析,3. 微变等效电路分析法,重点:,2. 共射级放大电路的动态分析,4. 放大器中的负反馈,射极偏置电路,(1)稳定工作点原理,目标:温度变化时,使IC维持恒定。,如果温度变化时,b点电位能基本不变,则可实现静态工作点的稳定。,T , IC, IE, VE、VB不变, VBE , IB,(反馈控制),1. 基极分压式射极偏置电路,(a) 原理电路 (b) 直流通路,7-1 半导体三极管,基极,发射极,集电极,NPN型,符号:,NPN型三极管
2、,PNP型三极管,7-1 半导体三极管,7-1-1 基本结构,箭头表示发射区电流的实际方向,基区,发射区,集电区,基区,发射区,集电区,基区:最薄, 掺杂浓度最低,发射区:掺 杂浓度最高,发射结,集电结,结构特点(三极管放大特性的内部条件):,集电区: 面积最大,发射极是输入回路、输出回路的公共端,共发射极电路,测量三极管放大特性的实验线路,7-1-2 电流放大作用,1. 各电极电流关系及电流放大作用,结论:,1)三电极电流关系 IE = IB + IC 2) IC IB , IC IE 3) IC IB,把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性称为三极管的电流放大作用。,1、三极
3、管三个电极的电流是什么关系?,上节复习,2、三极管的发射极与集电极是否可以调 换使用?为什么?,2.三极管内部载流子的运动规律,基区空穴向发射区的扩散可忽略。,发射结正偏,发射区电子不断向基区扩散,形成发射极电流IE。,进入基区的电子少部分与基区的空穴复合,形成电流IBE ,多数扩散到集电结。,从基区扩散来的电子作为集电结的少子,漂移进入集电结而被收集,形成ICE。,集电结反偏,有少子形成的反向电流ICBO。,RC,3. 三极管内部载流子的运动规律,IC = ICE+ICBO ICE,IB = IBE- ICBO IBE,ICE 与 IBE 之比称为共发射极电流放大倍数,集射极穿透电流, 温度
4、ICEO,(常用公式),若IB =0, 则 IC ICE0,IE = IB+ IC,4. 三极管放大的外部条件,发射结正偏、集电结反偏,从电位的角度看: NPN 发射结正偏 VBVE 集电结反偏 VCVB,三极管是一种电流控制元件,所谓电流放大作用,就是用基极电流微小的变化去控制集电极电流较大的变化。,PNP 发射结正偏 VEVB 集电结反偏 VBVC,即管子各电极电压与电流的关系曲线,是管子内部载流子运动的外部表现,反映了三极管的性能,是分析放大电路的依据。,为什么要研究特性曲线: 1)直观地分析管子的工作状态 2)合理地选择偏置电路的参数,设计性能良好的电路,重点讨论应用最广泛的共发射极接
5、法的特性曲线,7-1-3 三极管的伏安特性曲线,发射极是输入回路、输出回路的公共端,共发射极电路,输入回路,输出回路,1. 输入特性,死区: 硅管0.5V,锗管0.1V。,正常工作时发射结电压: NPN型硅管 UBE 0.60.7V PNP型锗管 UBE 0.2 0.3V,IB(A),UBE(V),20,40,60,80,0.4,0.8,UCE1V,O,UCE=0V,2. 输出特性,IB=0,20A,放大区,输出特性曲线通常分三个工作区:,(1) 放大区,在放大区有 IC= IB ,也称为线性区,具有恒流特性。,条件:发射结正向偏置 集电结反向偏置,(2)截止区,IB 0 以下区域为截止区,有
6、 IC 0 , UCE UCC 。,条件:发射结反向偏置、集电结反向偏置,饱和区,截止区,(3)饱和区,UCE UBE时,饱和状态。 UCE 0 , IC UCC / RC 。 条件:发射结正向偏置 集电结正向偏置 UCES :饱和压降,硅管0.3V,锗管0.1V,放大区,饱和区,截止区,放大区,三极管输入输出特性曲线,7-1-4 三极管的主要参数,1、电流放大系数( )反映三极管放大能力,直流电流放大系数是在静态(无输入信号)时,交流电流放大系数是当三极管在动态(有交流信号输入)时,一般估算时,认为 ,采用,7-1-4 三极管的主要参数,2、集电极-基极反向截止电流,3、集电极-发射极反向穿
7、透电流,ICEO和ICBO都是衡量三极管质量的重要参数,它们都随温度增加而增加。因此选管时,这两种电流尽量小些,减小温度对管子性能的影响。,7-1-4 三极管的主要参数,4、集电极最大允许电流,5、集电极-发射极反向击穿电压U(BR)CEO,6、集电极最大允许功率损耗PCM,放大的概念:,放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。,输出电压或电流在幅度上得到放大,输出信号能量得到加强,放大电路本质 : 1. 输出信号的能量实际上是直流电源来提供的。 2. 小能量信号通过三极管的电流控制作用,将直流电源的能量转化为交流能量输出给负载,7-2 基本交流放大电路,对放大电路的基本要求 : 1.
8、要有足够的放大倍数(电压、电流、功率)。 2. 尽可能小的波形失真。 另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术指标。,主要讨论放大电路的电路结构、工作原理、分析方法,放大电路中必须包括放大器件,且工作在放大区,三极管T-放大元件, iC= iB。要保证集电结反偏,发射结正偏,使三极管工作在放大区 。,基极电源EB与基极电阻RB-使发射结 处于正偏,并提供大小适当的基极电流。,共发射极基本放大电路,7-2-1 放大电路的组成,信号源,负载,集电极电源EC -为电路提供能量。并保证集电结反偏。,集电极电阻RC-将变化的电流转变为变化的电压。,耦合电容C1 、C2 -隔离输入、输出与放大电路直流
9、的联系,同时使信号顺利输入、输出。,信号源,负载,共发射极基本电路,UBE,无输入信号(ui = 0)时(静态):,?,有输入信号(ui 0)动态时,三极管放大电路工作原理,工程上常用的画法,共发射极基本电路,7-2-1 放大电路的组成,信号不失真(合适静态工作点),7-2-2 放大电路的分析方法,放大电路分析,静态分析,动态分析,估算法,图解法,微变等效电路法,图解法,用直流通路,用交流通路,直流通路:,仅UCC作用,电容开路,信号源短路,内阻RS保留,由于电源的存在IB0,IC0,IBQ,ICQ,IEQ=IBQ+ICQ,静态工作点Q,7-2-2 基本放大电路的静态分析,放大电路静态值:IB
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电工学
链接地址:https://www.31doc.com/p-2581503.html