【正文】
outline shapes are found with more than three leads emerging from the base. These, in fact, are integrated circuits (ICs), packaged in the same outline shape as a transistor. More plex ICs are packaged in quite different form, ., flat packages. Power transistors are easily identified by shape~ They are metal cased with an elongated bottom with two mounting holes. There will only be two leads (the emitter and base) and these will normally be marked. The collector is connected internally to the can, and so connection to the collector is via one of the mounting bolts or bottom of the can.A設(shè)計(jì)運(yùn)算放大器或OpAmp的目的就是使它盡可能的減少對(duì)其內(nèi)部參數(shù)的依賴性、最大程度地簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工作。在這里我們將詳細(xì)研究一個(gè)例子,然后給出兩個(gè)運(yùn)算放大器定律并說明在許多實(shí)用電路中怎樣使用這兩個(gè)定律來進(jìn)行分析。作為構(gòu)建運(yùn)算放大器集成電路的積木—晶體管,將在下篇課文中進(jìn)行討論。在實(shí)際電路中使用運(yùn)算放大器時(shí),后者是必要的,但在本文中討論理想的運(yùn)算放大器的應(yīng)用時(shí)則不必考慮后者。差分的意思是:相對(duì)于接零管腳的輸出電壓可由下式表示U0=A(U+U) (12A1)式中 A 是運(yùn)算放大器的增益,U+ 和U是輸入電壓。也就是說,等式(12A1)中的數(shù)A約為100,000或更多 (例如,五個(gè)晶體管放大器串聯(lián),每一個(gè)的增益為10,那么將會(huì)得到此數(shù)值的A)。我們現(xiàn)在利用這些特性就可以分析圖12A2所示的特殊放大器電路了。那么對(duì)負(fù)輸入端利用基爾霍夫定律可得I1 = I2,利用等式(12A2) ,并設(shè) I1 =I2 =I,這是運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)的重要特征之在信號(hào)作用下,電路的動(dòng)作僅取決于能夠容易被設(shè)計(jì)者改變的外部元件,而不取決于運(yùn)算放大器本身的細(xì)節(jié)特性。1) 第一個(gè)定律指出:在一般運(yùn)算放大器電路中,可以假設(shè)輸入 端間的電壓為零,也就是說,U+ =U2) 第二個(gè)定律指出:在一般運(yùn)算放大器電路中,兩個(gè)輸入電流可被假定為零: I+ =I =0 第一個(gè)定律是因?yàn)閮?nèi)在增益A的值很大。晶體管 晶體管以類似的方式形成,就象帶有公共中間層、背靠背的兩個(gè)二極管,公共中間層是以對(duì)等的方式向兩個(gè)邊緣層滲入而得,因此中間層比兩個(gè)邊緣層或邊緣區(qū)要薄的多。一個(gè)晶體管有三個(gè)區(qū)域,并從這三個(gè)區(qū)域引出三個(gè)管腳。例如在簡(jiǎn)易收音機(jī)中用晶體管代替二極管作為檢波器。如果第二個(gè)電壓被加到晶體管的頂部和底部兩個(gè)極之間,并且底部電壓極性相同,那么,流過中間層N區(qū)的電子將激發(fā)出從晶體管底部到頂部流過的電流。因此,當(dāng)晶體管外加電壓接連正確(圖12B3)后工作時(shí),實(shí)際上存在兩個(gè)獨(dú)立的“工作”電路。但是,在每一種情況下晶體管的工作原理是相同的。雖然基極和發(fā)射極是公共路徑,但這兩個(gè)電路實(shí)際上是獨(dú)立的,就基極電路的極性而言,基極和晶體管的集電極之間相當(dāng)于一個(gè)反向偏置二極管,因此沒有電流從基極電路流到集電極電路。 因此,基極和集電極相對(duì)于發(fā)射極的極性為負(fù)。也就是說,發(fā)射極相對(duì)于基極和集電極來說極性總是負(fù)的(在NPN型晶體管中,“N”代表負(fù))。觀看底部時(shí),“三角形”上面的管腳是基極,其右面的管腳(由一個(gè)彩色點(diǎn)標(biāo)出)為集電極,其左面的管腳為發(fā)射極。例如,TO92 的三個(gè)管腳排成一條直線,這條直線與半圓型“外罩”的切面平行,觀看TO92的底部時(shí),將切面沖右,從上往下讀,管腳的排序?yàn)?,2,3。更復(fù)雜的集成電路(ICs)用不同形狀的外殼包裝,例如平面包裝。集電極在內(nèi)部被連接到外殼上,因此,與集電極的連接要通過一個(gè)裝配螺栓或外殼底面。它們是金屬外殼,帶有延長的底部平面,底部平面上還有兩個(gè)安裝孔。1=發(fā)射極2=集電極 3=基極對(duì)于TO92子系列 b (TO92b): 1=發(fā)射極2=基極3=集電極更容易使人搞亂的是一些晶體管只有兩個(gè)管腳(第三個(gè)管腳已在里邊和外殼連接);一些和晶體管的外形很像的外殼底部有三個(gè)以上的管腳。在其它TO外殼中,三個(gè)引腳可能有類似的三角形形狀(但是基極、集電極和發(fā)射極的位置不一定相同),或三個(gè)引腳排成一條直線。 盡管現(xiàn)在生產(chǎn)的晶體管有上千種不同的型號(hào),但晶體管各種外殼形狀的數(shù)量相對(duì)有限,并盡量用一種簡(jiǎn)單碼TO(晶體管外形)后跟一個(gè)數(shù)字為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。(在PNP型晶體管中,“P”代表正)。這也就是說電壓極性必須和晶體管的類型相匹配。換句話說,晶體管的作用相當(dāng)于一個(gè)放大器。(注意:本定義僅適用于發(fā)射極是兩個(gè)電路的公共端時(shí)被稱為共發(fā)射極連接。實(shí)際上,當(dāng)晶體管下半部為正向偏置時(shí),底部的P區(qū)就像一個(gè)取之不竭的自由電子源(因?yàn)榈撞康腜區(qū)發(fā)射電子,所以它被稱為發(fā)射極)。 可以給二極管電路加正向偏置電壓或反向偏置電壓。其中一個(gè)外部電壓工作方式類似于二極管。PNP或NPN被用于描述晶體管的兩個(gè)基本類型。簡(jiǎn)單地說,半導(dǎo)體是這樣一種物質(zhì),它能夠通過“摻雜”來產(chǎn)生多余的電子,又稱自由電子(N型);或者產(chǎn)生“空穴”,又稱正電荷(P型)。第二個(gè)定律來自于運(yùn)算放大器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu),此結(jié)構(gòu)使得基本上沒有電流流入任何一個(gè)輸入端。從某種意義上說,使用運(yùn)算放大器是以“能量”為代價(jià)來換取“控制”。U=IR1 ,并由式 (12A3)可得: U =[R1/(R1+R2)] U0 因?yàn)楝F(xiàn)在已有了U+ 和U的表達(dá)式,所以式(12A1)可用于計(jì)算輸出電壓,U0 = A(U+U)=A[USR1U0/(R1+R2)]綜合上述等式,可得: U0 =[1+AR1/(R1+R2)]= AUS (12A4) 最后可得: AU = U0/US= A(R1+R2)/( R1+R2+AR1) (12A5a)這是電路的增益系數(shù)。各個(gè)電流定義如圖12A2中的b圖所示。第三個(gè)重要的設(shè)計(jì)特點(diǎn)就是運(yùn)算放大器的輸出阻抗(R0)非常小。 集成電路技術(shù)使得在非常小的一塊半導(dǎo)體材料的復(fù)合 “芯片”上可以安裝許多放大器電路。每一個(gè)電壓均指的是相對(duì)于接零管腳的電位。圖中只給出三個(gè)管腳:正輸入、負(fù)輸入和輸出。因此,運(yùn)算放大器對(duì)于在不同技術(shù)領(lǐng)域中需要使用簡(jiǎn)單放大器而不是在晶體管級(jí)做設(shè)計(jì)的研究人員來說是非常有用的。就此而言,我們不再描述這些元件的內(nèi)部工作原理。、β、Ri、R0等)的內(nèi)部特性。can39。can39。P39。 zones), it is referred to as a bipolar device, or bipolar transistor. A transistor thus has three elements with three leads connecting to these elements. To operate in a working circuit it is connected with two external voltage or polarities. One external voltage is working effectively as a diode. A transistor will, in fact, work as a diode by using just this connection and forgetting about the top half. An example is the substitution of a transistor for a diode as the detector in a simple radio. It will work just as well as a diode as it is working as a diode in this case. The diode circuit can be given forward or reverse bias. Connected with forward bias, as in , drawn for a PNP tran