模電基礎(chǔ)知識(shí)講解-資料下載頁(yè)
2025-08-05 07:57本頁(yè)面
【正文】 中縱軸IC是流過(guò)三極管的集電極電流。圖中的每一條曲線代表一個(gè)基極電流IB值，實(shí)際上應(yīng)該是密密麻麻的，只是選擇了這14個(gè)做典型顯示出來(lái)。以下關(guān)于組合字符除首字符外其后跟的若干字符均為下標(biāo)，文中不再加以下標(biāo)顯示。直流電流放大倍數(shù)β的描述直流電流放大倍數(shù)β是指特性曲線區(qū)任一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的IC電流和IB電流之比。如A點(diǎn)，IC=，IB=30μA，則其直流電流放大倍數(shù)β=IC/IB= mA /30μA =97；而B(niǎo)點(diǎn)，IC=，IB=45μA，則其直流電流放大倍數(shù)β=IC/IB= mA /45μA =100；可見(jiàn)。選擇不同的點(diǎn)，其直流電流放大倍數(shù)β也不盡相同。我們來(lái)感覺(jué)下C點(diǎn)和D點(diǎn) _C點(diǎn)，IC=，IB=30μA，則其直流電流放大倍數(shù)β=IC/IB= mA /30μA =50；D點(diǎn)，IC=，IB=0μA，則其直流電流放大倍數(shù)β=IC/IB= mA /0μA224?！?；可見(jiàn),選擇的點(diǎn)的位置不同，其得到的三極管的參數(shù)也不同，如β為50，97，100，∞等。其中，D點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果∞是錯(cuò)誤的，接下來(lái)會(huì)有所深入討論。這各個(gè)點(diǎn)如A、B、C、D，就稱為靜態(tài)工作點(diǎn)，用Q來(lái)表示，Q就是靜態(tài)工作點(diǎn)的含義。在ABCD四個(gè)Q點(diǎn)中，顯然，AB兩個(gè)Q點(diǎn)選擇的比較合適，具有較大的直流電流放大倍數(shù)，而CD點(diǎn)選擇的不合適。要想選擇相應(yīng)的Q點(diǎn)，需要兩個(gè)條件，一是所加的電壓UCE，二是確定基極電流IB，留待后續(xù)討論。晶體管的四個(gè)工作區(qū)域三極管直流電流放大倍數(shù)反映的是給定一個(gè)較小的基極電流IB，能獲得較大的集電極電流IC。我們說(shuō)上面的A、B點(diǎn)選得合適，是因?yàn)槠溥€具有較大的直流電流放大倍數(shù)，如果Q點(diǎn)選擇的不當(dāng)，則直流電流放大倍數(shù)較小，如C點(diǎn)，甚至輸入一個(gè)特定的基極電流，反映出來(lái)的集電極電流無(wú)規(guī)律可尋，如D點(diǎn)。這就涉及到三極管的工作區(qū)域問(wèn)題，我們把下圖左邊的區(qū)域稱飽和區(qū)，把下面的一段區(qū)域稱截止區(qū)，把右上區(qū)域稱擊穿區(qū)。把圖中三條紅線圍起來(lái)的區(qū)域稱放大區(qū)。飽和區(qū)的特點(diǎn)：反映出的直流電流放大系數(shù)較小；UCE電壓較低，隨著外加UCE的變化，分別有深度飽和區(qū)、淺飽和區(qū)和臨界飽和區(qū)。臨界飽和是那條通上右上的那條紅色直線上的各點(diǎn)，深度飽和是UCE很小，淺飽和區(qū)介于深度飽和和臨界飽和之間的點(diǎn)，飽和時(shí)的UCE電壓稱飽和電壓，用UCES表示，一般。截止區(qū)的特點(diǎn)： _是IB224。0，IC224。0，這時(shí)IC隨著IB 的變化不呈線性變化，IC≠βIB，且即使IB=0，IC≠0，這是因?yàn)槿龢O管內(nèi)部BC結(jié)少數(shù)載流子作漂移運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電流ICBO，這是二極管的漏電流，反映到三極管CE之間，稱基極開(kāi)路集電極和發(fā)射極之間的飽和漏電流，簡(jiǎn)稱漏電流，也叫穿透電流，用ICEO表示。擊穿區(qū)的特點(diǎn)：當(dāng)UCE很大時(shí)，其集電極電流IC不再保持恒定，而是很快的的變大。這時(shí)的IC也不再隨著IB的變化而線性變化，而是隨UCE電壓的變高而迅速變大，此時(shí)如果不加以限制其電流的增大，容易損壞三極管，造成永久性擊穿（損壞）。放大區(qū)是研究模擬電子技術(shù)應(yīng)用的主要區(qū)域，介于三根紅色線條所圍起來(lái)的那個(gè)中間區(qū)域，這個(gè)區(qū)域的特點(diǎn)是，IC隨著IB的變化而線性變化，或者說(shuō)集電極電流IC受基極電流IB所控制，而與集電極到發(fā)射極之間的電壓UCE無(wú)關(guān)，三極管要想正常處于放大狀態(tài)必須工作在這個(gè)區(qū)域，這是我們要研究的重點(diǎn)。第十四講 三極管基本放大電路的演變關(guān)于三極管的一些主要參數(shù)可參見(jiàn)相關(guān)書(shū)籍。這里給出一些三極管的參數(shù)名詞1：直流電流放大系數(shù)（或叫靜態(tài)電流放大系數(shù)，放大系數(shù)也叫放大倍數(shù)）β，注意符號(hào)β的上方有上劃線。描述的是集電極電流和基極電流的比值，在放大區(qū)內(nèi)近似為常數(shù)，大約在20~400范圍內(nèi)為合格，有些超β管子達(dá)到1000倍，β越大，其放大能力越強(qiáng)，但是會(huì)帶來(lái)其他負(fù)面影響，如擊穿電壓會(huì)偏低，漏電流會(huì)偏大，這都是不利的。三極管基區(qū)越窄，其發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子越容易越過(guò)基區(qū)到達(dá)集電區(qū)，其β就越大，顯然擊穿電壓就會(huì)降低；而發(fā)射區(qū)加大多數(shù)載流子的擴(kuò)散量，其到達(dá)集電區(qū)的載流子數(shù)量就越多，β越大，此時(shí)在相同溫度下，本征激發(fā)的自由電子空穴對(duì)的數(shù)量也增多，當(dāng)然其漏電流也增大。β=IC/IB（C和B為下標(biāo)）2：交流電流放大系數(shù)（或叫動(dòng)態(tài)電流放大系數(shù)）β，符號(hào)β的上方?jīng)]有上劃線。這是描述集電極電流變化量與基極電流變化量之比，在遠(yuǎn)離截止區(qū)的放大區(qū)內(nèi)，其β與β近似相等相等。β=ΔIC/ΔIB（C和B為下標(biāo)）或β=iC/ΔiB（C和B為下標(biāo)）3：最大允許的集電極電流ICM（CM為下標(biāo)）4：飽和壓降VCES（CES為下標(biāo)）5：集電極耗散功率PCM（CM為下標(biāo)）6：反向擊穿電壓，有三個(gè)，BVCEO（CEO為下標(biāo)），BVCBO（CBO為下標(biāo)），BVEBO（EBO為下標(biāo)）說(shuō)明一下：BVEBO這個(gè)參數(shù)較小，所有的管子大約不會(huì)超出4V~8V這個(gè)范圍，6V以下的稱齊納擊穿，6V以上的稱雪崩擊穿，6V左右的有的是齊納擊穿有的是雪崩擊穿，雪崩擊穿和齊納擊穿請(qǐng)參見(jiàn)相關(guān)書(shū)籍說(shuō)明。高反壓管：一般將BVCEO大于100V的稱高反壓管，表示可以工作在高電壓下，如彩色電視機(jī)的視頻放大管要達(dá)到250V以上，彩色電視機(jī)的行輸出管要大于1500V等，大多數(shù)小功率管子在30V~50V。一個(gè)管子的BVCBO略大于BVCEO。7：反向飽和電流，有三個(gè)，ICES（CES為下標(biāo)）、ICBS（CBS為下標(biāo)）、IEBS（EBS為下標(biāo)），其中ICES還叫穿透電流。該參數(shù)越小性能越好越好。三極管的放大電路是基于描述原理的結(jié)構(gòu)圖演變而來(lái)，我們來(lái)回顧下。 這就是基本放大電路的直流通路了。下一節(jié)對(duì)基本放大電路的直流通路的直流參數(shù)（也叫靜態(tài)參數(shù)）予以分析，到時(shí)要區(qū)別電路參數(shù)和三極管參數(shù)。第十五講：基本放大電路直流通路分析前面課程我們了解了三極管具有電流放大的作用，三極管在放大區(qū)其電流放大倒還不是主要的，重要的是能為人們做些貢獻(xiàn)，那么放大器就是三極管做貢獻(xiàn)的最好媒介。如果不是因?yàn)?0年前美國(guó)某（貝爾？）實(shí)驗(yàn)室研制出第一個(gè)三極管，那么龐大的真空電子管可能還沿用至今。前面的章節(jié)的最后一個(gè)圖就是三極管作為信號(hào)放大器的直流通路。我們先分析這個(gè)直流通路。通過(guò)對(duì)這個(gè)直流通路的分析，逐漸引入到能對(duì)輸入的信號(hào)予以放大，實(shí)現(xiàn)如何對(duì)著話筒喊話，能從喇叭（揚(yáng)聲器）發(fā)出更大的聲音。 分解這個(gè)圖為下面兩個(gè)圖： 左邊這個(gè)圖的BE之間其實(shí)就是一個(gè)二極管，二極管的特性曲線我們沒(méi)有忘記，也就是三極管的輸入特性曲線。對(duì)左圖建立方程式；URB+UBE=VCCIB*RB+UBE=VCCIB= （1/RB）UBE+VCC/RB對(duì)二極管特性曲線即三極管的輸入特性曲線來(lái)說(shuō)，IB是Y軸坐標(biāo)，UBE是X軸坐標(biāo)，上式等同于Y=aX+b乃二元一次方程，應(yīng)是一條直線，這條直線與X軸相交與VCC，與Y軸相交與VCC/RB。這條直線與輸入特性曲線的交點(diǎn)定義為Q點(diǎn)，稱靜態(tài)工作點(diǎn)，反映了當(dāng)前管子工作的UBE==25uA電流。我們?cè)賹?duì)被分解的右邊那個(gè)圖做類似的分析。URC+UCE=VCCIC*RC+UCE=VCCIC= （1/RC）UCE+VCC/RC對(duì)三極管的特性曲線來(lái)說(shuō)，IC為縱坐標(biāo)，UCE為橫坐標(biāo)，上式對(duì)應(yīng)為Y=aX+b，也是一條直線，該直線橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)于VCC，縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)于VCC/RC，如下圖。該直線URC+UCE=VCC與輸出特性曲線的IB=25uA曲線（由輸入特性曲線的IB確定）相交與Q點(diǎn)，該Q點(diǎn)指示UCE=，IC=。
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