晶体管放大电路的三种接法(10)
- 格式:ppt
- 大小:722.50 KB
- 文档页数:18


晶体管的三种连接方式 -回复
晶体管是现代电子设备中最基本的组件之一。它是一种半导体器件,具有放大和开关功能。在实际应用中,晶体管可以通过多种方式连接,以适应不同的电路和系统需求。本文将介绍晶体管的三种主要连接方式:集电极连接、基极连接和发射极连接,并详细解释它们的工作原理和应用场景。
一、集电极连接(又称共集连接或电压跟随连接):
在集电极连接中,晶体管的集电极被连接到电源电压,而发射极被连接到负载。这种连接方式下,基极是输入信号的接入点,而集电极是输出信号的接出点。集电极连接适合需要放大输入信号并将其反相输出的场景。
工作原理:
当输入信号施加到基极时,基极电压的变化将引起发射极电流的变化。晶体管的结构使得发射极电流的变化会导致集电极电压的变化,即使输入信号在基极与发射极之间只有微小的变化。这种负反馈机制有助于减小放大电路中的非线性失真。
应用场景:
集电极连接适用于需要转换信号极性的场景,例如电压反相器。由于集电极连接的放大倍数较低,常用于功率放大器、电流源以及一些特殊应用,如对输入电流进行调整。
二、基极连接(又称共基连接):
在基极连接中,晶体管的基极被连接到输入信号源,发射极被连接到公共地,集电极则是输出信号的接出点。这种连接方式下,输入信号通过基极-发射极之间的电流变化来控制输出信号的变化。
工作原理:
当输入信号施加到基极时,基极电流的变化将引起发射极电流的变化。晶体管的结构使得发射极电流的变化会导致集电极电压的变化,从而在输出上形成放大后的信号。基极连接有较高的输入电阻和较低的输出电阻,因此可以保持信号的较好线性度。
应用场景:
基极连接适用于需要放大小信号并保持较好线性度的场景,例如射频功率放大器和调制解调器。它还通常用于产生高频信号的起振电路或频率倍频器。
三、发射极连接(又称共发射极连接或共阴连接):
在发射极连接中,晶体管的发射极被连接到电源电压,基极被连接到输入信号源,而集电极则是输出信号的接出点。这种连接方式下,输入信号通过发射极-基极之间的电流变化来控制输出信号的变化。
三极管的根本工作管理
构造与操作原理
三极管的根本构造是两个反向连结的pn接面,如图1所示,可有pnp和npn两种组合。三个接出来的端点依序称为射极〔emitter, E〕、基极〔base, B〕和集极〔collector, C〕,名称来源和它们在三极管操作时的功能有关。图中也显示出npn与pnp三极管的电路符号,射极特别被标出,箭号所指的极为n型半导体,和二极管的符号一致。在没接外加偏压时,两个pn接面都会形成耗尽区,将中性的p型区和n型区隔开。
图1 pnp(a)与npn(b)三极管的构造示意图与电路符号。
三极管的电特性和两个pn接面的偏压有关,工作区间也依偏压方式来分类,这里我们先讨论最常用的所谓〞正向活性区〞(forward active),在此区EB极间的pn接面维持在正向偏压,而BC极间的pn接面那么在反向偏压,通常用作放大器的三极管都以此方式偏压。图2(a)为一pnp三极管在此偏压区的示意图。 EB接面的耗散区由于在正向偏压会变窄,载体看到的位障变小,射极的电洞会注入到基极,基极的电子也会注入到射极;而BC接面的耗尽区那么会变宽,载体看到的位障变大,故本身是不导通的。图2(b)画的是没外加偏压,和偏压在正向活性区两种情况下,电洞和电子的电位能的分布图。三极管和两个反向相接的pn二极管有什么差异呢?其间最大的不同部分就在于三极管的两个接面相当接近。以上述之偏压在正向活性区之pnp三极管为例,射极的电洞注入基极的n型中性区,马上被多数载体电子包围遮蔽,然后朝集电极方向扩散,同时也被电子复合。当没有被复合的电洞到达BC接面的耗尽区时,会被此区内的电场加速扫入集电极,电洞在集电极中为多数载体,很快藉由漂移电流到达连结外部的欧姆接点,形成集电极电流IC。 IC的大小和BC间反向偏压的大小关系不大。基极外部仅需提供与注入电洞复合部分的电子流IBrec,与由基极注入射极的电子流InB? E〔这部分是三极管作用不需要的部分〕。 InB? E在射极与与电洞复合,即InB? E=IErec。pnp三极管在正向活性区时主要的电流种类可以清楚地在图3(a)中看出。
作业及答案
第一章
1、什么是P型半导体、N型半导体、PN结?
P型半导体:在纯净的硅晶体中掺入三价元素(如硼),使之取代晶格中硅原子的位置,就形成P型半导体,亦可称为空穴型半导体。主要靠空穴导电。
N型半导体:在纯净的硅晶体中掺入五价元素(如磷),使之取代晶格中硅原子的位置,就形成N型半导体,亦可称为电子型半导体。主要靠自由电子导电
PN结:采用不同的掺杂工艺,将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上,在它们的交界面就形成PN结。PN结具有单向导电性。
2、简述PN结的单向导电性。
在PN结上外加一电压,如果P型一边接正极,N型一边接负极,电流便从P型一边流向N型一边,空穴和电子都向界面运动,使空间电荷区变窄,电流可以顺利通过,即PN结外加正向电压时处于导通状态。如果N型一边接外加电压的正极,P型一边接负极,则空穴和电子都向远离界面的方向运动,使空间电荷区变宽,电流不能流过,即PN结外加反向电压时处于截止状态。这就是PN结的单向导电性。
3、简述PN结的伏安特性。
如左图所示,当PN结外加正向电压,电流i随电压u按指数规律变化;当PN结外加反向电压,首先没有电流流过,但当反向电压增大到一定程度时,反向电流将急剧增加,将PN结反向击穿。
P. 67
四、已知稳压管的稳压值6VZU,稳定电流的最小值min5mAZI。求图T1.4所示电路中1oU和2oU各为多少伏。
解:
(a) 1316V2=1086(500102)6LoDZLoRKUUVVUVRRKUV只有当加在稳压管两端的电压大于其稳压值时,稳压管输出电压才为:
(b) 226V5=105(55)5LoLoRKUUVVRRKUV只有当加在稳压管两端的电压大于其稳压值时,稳压管输出电压才为:
P. 69-70: 1.3,1.6
1.3 电路如图P1.3所示,已知tuisin5(V),二极管导通电压UD=0.7V。试画出iu与ou的波形图,并标出幅值。
电路设计: 晶体管五倍放大电路
电路设计规格 :
电压增益: 5倍
频率特性: 1KHZ
实验理论:
用到晶体管单级放大电路的基本接法 共射电路 和 共集电路
其特点分别为:
1. 共射电路既能放大电流又能放大电压,输入电阻在三种电路中居中,输出电阻大,频带较窄;常做为低频电压放大电路的单元电路。
2. 共集电路只能放大电流不能放大电压,是三种接法中输入电阻最大、输出电阻最小的电路,具有电压跟随的特点。常用于电压放大电路的输入级和输出级,在功率放大电路中也常采用射极输出的形式。
放大电路的主要性能指标有:放大倍数、输入电阻、输出电阻。而保证基本放大电路处于线性工作状态(不产生非线性失真)的必要条件是设置合适的静态工作点Q,Q点不但影响电路输出是否失真,而且直接影响放大器的动态参数。
原理图:
一、求各部分的直流电位 首先,在图1所示的电路中,基极的直流电位VB(为b的直流部分),用R1和R2对电源电压VCC进行分压后电位,所以流进晶体管的基极电流的直流成分IB是很小,可以忽略,则
2BCC12RVVRR(V)(1)
发射极的直流电位VE(为ue的直流部分),比VB低的基极发射极间的电压VBE,设VBE=0.6V。则
VE=VB - 0.6 (V)
(2)
发射极上流动的直流部分IE(为bi的直流部分)为:
.EBEEEVV06IRR(A)
(3)
集电极的直流电压VC(为c的直流部分)为电流电压减去RC的压降而算得的值,所以VC为:
CCCCCVVIR(V) (4)
基极电流为很小的值,所以可以忽略,则IC=IE。则有