【正文】 件 。 710 任務(wù) 1 晶體三極管的認(rèn)識(shí)與選擇 （ 3） JFET的伏安特性曲線： 包括兩種。 ②轉(zhuǎn)移特性曲線（ ）：可 從輸出特性曲線轉(zhuǎn)化過來，成立條件為 常數(shù)?? GSuDSD ufi )(常數(shù)?? DSuGSD ufi )(2)1(PGSD S SD UuIi ??圖 N溝道 JFET的輸出特性曲線 圖 N溝道 JFET的轉(zhuǎn)移特性 任務(wù) 1 晶體三極管的認(rèn)識(shí)與選擇 目前廣泛應(yīng)用的是在 金屬 柵極與半導(dǎo)體材料之間加 SiO2絕緣層 ， 即金屬 氧化物 半導(dǎo)體管，簡(jiǎn)稱 MOSFET或 MOS管 。 1210 1510（ 1） N溝道增強(qiáng)型 MOS管 圖 N溝道增強(qiáng)型 MOS管的結(jié)構(gòu)和符號(hào) (a) N溝道的結(jié)構(gòu)示意圖 (b) N溝道符號(hào) (c) P溝道符號(hào) 任務(wù) 1 晶體三極管的認(rèn)識(shí)與選擇 ① 工作原理： N溝道增強(qiáng)型 MOS管測(cè)試電路如圖 。 場(chǎng)效應(yīng)管利用加在柵極和源極之間的電壓 UGS來改變半導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度，從而控制漏極電流的有無和大小，這正是場(chǎng)效應(yīng)管名稱的由來。 柵極無電流 測(cè)漏極電流 任務(wù) 1 晶體三極管的認(rèn)識(shí)與選擇 ② 伏安特性曲線 變阻區(qū) 恒流區(qū) 擊穿區(qū) 夾斷區(qū) 圖 N溝道增強(qiáng)型 MOS管特性 (a)轉(zhuǎn)移特性 (b)輸出特性 任務(wù) 1 晶體三極管的認(rèn)識(shí)與選擇 （ 2） N溝道耗盡型 MOS管 與增強(qiáng)型不同的是，耗盡型 MOS管在制造時(shí)已在絕緣層中摻入大量正離子。 uGS=0時(shí)就存在導(dǎo)電溝道的 FET叫耗盡型管， uGS為某一個(gè)值時(shí)才產(chǎn)生導(dǎo)電溝道稱增強(qiáng)型管， 顯然 JFET均是耗盡型管。 轉(zhuǎn)移特性 輸出特性 N溝道耗盡型管在 uGS0和小于 0時(shí)均可工作，但uGS≤uGS(off)時(shí)導(dǎo)電溝道消失 iD＝ 0。 （ 2）場(chǎng)效應(yīng)管的輸入電阻極高，可代替大電阻做負(fù)載（因?yàn)樵诩呻娐分兄圃煲粋€(gè)高阻值電阻很困難）；三極管的輸入電阻則較小，所以 場(chǎng)效應(yīng)管更易于大規(guī)模集成化 。 任務(wù) 1 晶體三極管的認(rèn)識(shí)與選擇 小結(jié)：場(chǎng)效應(yīng)管分類 場(chǎng)效應(yīng)管 FET 絕緣柵型 MOSFET 結(jié)型 JFET N溝道 P溝道 （耗盡型） 耗盡型 增強(qiáng)型 N溝道 P溝道 場(chǎng)效應(yīng)管特點(diǎn) 場(chǎng)效應(yīng)管是單極型器件（一種載流子導(dǎo)電）；工藝簡(jiǎn)單、易集成、功耗小、成本低。 這種小能量對(duì)大能量的控制作用就是放大作用。 放大必須滿足的前提： （ 1）放大對(duì)象是 變化量 ； （ 2）放大后 不能產(chǎn)生失真 。 任務(wù) 2 三極管基本放大電路的認(rèn)識(shí) 共發(fā)射極組態(tài) 共集電極組態(tài) 共基極組態(tài) 【 注意 】 無論上面的哪一種組態(tài)，要使三極管具有放大作用，都必須保證三極管工作在放大區(qū)，即滿足發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。 UCC： 提供靜態(tài)工作點(diǎn)及放大所需的能源。 RC： 將集電極電流變化轉(zhuǎn)換成輸出電壓 uo的變化。 輸入回路與輸出回路以發(fā)射極為公共端，所以稱之為共射放大電路，并稱公共端為“地”。 交流分量： 用小寫字母帶小寫下標(biāo)表示，簡(jiǎn)稱 “ 小小寫 ” ， 如 ib 。 交流量有效值： 用大寫字母帶小寫下標(biāo)表示，簡(jiǎn)稱 “ 大小寫 ” ， 如 Ib。 圖 共射放大器的工作原理圖解 (a)放大電路測(cè)試圖 (b)各極電壓電流波形圖 交流 信號(hào)源 示波器 純交流輸入 交直流疊加 純交流輸出 （與輸入反相） 任務(wù) 2 三極管基本放大電路的認(rèn)識(shí) 放大器的分析包括 靜態(tài)分析 和 動(dòng)態(tài)分析 兩個(gè)方面 ， 如下表所示。 靜態(tài)工作點(diǎn) （也叫 Q點(diǎn) )是指放大器中三極管各極的靜態(tài)電壓和電流值，即 IB、 UBE、 IC、 UCE。 開路 開路 共射放大電路 直流通路 BCCBBE QCCBQ RURUUI ???BQCQ II ??CCQCCC E Q RIUU ??對(duì)硅三極管 UBEQ取，對(duì)鍺三極管UBEQ取 。 任務(wù) 2 三極管基本放大電路的認(rèn)識(shí) 【 例 】 已知在圖 ， UCC =12V， RC =3kΩ， Rb =300kΩ，三極管型號(hào)為 3DG6， β =50。實(shí)際情況是：當(dāng) Rb減小后，基極電位升高，導(dǎo)致發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)也正偏，此時(shí)三極管已經(jīng)進(jìn)入飽和狀態(tài)，公式 已不再適用了。 【 問題的提出 】 公式法只是計(jì)算了 Q點(diǎn)的數(shù)值大小，并不能解釋 Q點(diǎn)的真正意義。 將直流通路變換成 輸出回路的形式，如圖 。 UCC / RC Q ICQ UCEQ 0 iC uCE IBQ 直流負(fù)載線 UCC 讀出 Q點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值，就是靜態(tài)工作點(diǎn)中的 ICQ和 UCEQ值。 【 解 】 mARURUUIBCCBBEQCCBQ 12 ????? mAII BQCQ ???? ? 確定縱軸上的點(diǎn)為： UCC / RC =12 / 3 = 4mA ，確定橫軸上的點(diǎn)為： UCC =12V，連接這兩點(diǎn)即畫出直流負(fù)載線。 結(jié)論： 此例的結(jié)論與前例完全一致，由圖解法可直觀地確定 Q點(diǎn)的位置。由于 Q點(diǎn)設(shè)置過低，輸出電壓uO的波形將產(chǎn)生 截止（頂部）失真 現(xiàn)象；反之， uO的波形將產(chǎn)生飽和（底部）失真現(xiàn)象。 任務(wù) 2 三極管基本放大電路的認(rèn)識(shí) 2）動(dòng)態(tài)分析 —— 微變等效電路法 （ 1）三極管的微變等效模型 在微變等效中，三極管的基極和發(fā)射極之間可以用一個(gè) 輸入電阻 來等效，用 rbe來表示，它表示了三極管的輸入特性。 綜上所述，可以畫出三極管的微變等效電路如圖 。 圖 共射放大器的交流通路 (a)基于原電路的交流通路； (b) 轉(zhuǎn)化后的交流通路 共射放大器的交流通路如圖 。在交流通路的基礎(chǔ)上，將三極管用其微變等效電路模型代替，即可得到放大電路的 微變等效電路 。 LCL RRR //??beLbeLCbebLCCu rRr RRrI RRIA ??????? ?? )//()//( 任務(wù) 2 三極管基本放大電路的認(rèn)識(shí) ② 輸入電阻 ri：從放大電路輸入端看進(jìn)去存在的電阻，即 ③ 輸出電阻 ro：從輸出端向放大電路看進(jìn)去的動(dòng)態(tài)電阻，因?yàn)殡娏髟吹膬?nèi)阻 rce幾乎是無窮大，所以可以得到 結(jié)論： 當(dāng)放大電路做為一個(gè)電壓放大器來使用時(shí)，其輸入電阻越大越好，輸出電阻越小越好。其中三極管為 3DG8，其 β值為 44，基極偏置電阻 RB=510kΩ，集電極電阻 RC=，負(fù)載 RL =，電源電壓為 20V。 【 解 】 ① mARURUUIBCCBBEQCCBQ ?????bebeBi ii rrRIUr ??? // CceCo RrRr ?? // 任務(wù) 2 三極管基本放大電路的認(rèn)識(shí) 用圖解法可確定 Q點(diǎn)位置。 mAII BQCQ ???? ?VRIUU CCQCCC E Q ??????② ?????????? kmAmVIr EQbe 5 )441(3 0 0)( )(26)1(3 0 0 ? ????????beLu rRA ???? krr bei ??? kRr Co 任務(wù) 2 三極管基本放大電路的認(rèn)識(shí) 分壓偏置式放大電路的分析 【 問題的提出 】 有很多外部環(huán)境因素將影響到 Q點(diǎn)的穩(wěn)定，應(yīng)如何對(duì)電路進(jìn)行改進(jìn)使 Q點(diǎn)穩(wěn)定呢？ 影響 Q點(diǎn)穩(wěn)定的因素有很多方面，如環(huán)境溫度的變化、電源電壓的波動(dòng)、元器件的老化等，其中 溫度對(duì)三極管的影響最為顯著 。例如溫度升高時(shí)， β增大、 UBE減小， IB將增大、 IC隨之增大， Q點(diǎn)上移，影響放大電路的性能。 【 想一想 】 固定偏置式共射極放大器的主要缺點(diǎn)是什么？應(yīng)如何改進(jìn)呢？ 固定偏置式放大器電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但它的靜態(tài)工作點(diǎn)不穩(wěn)定，會(huì)引起輸出電壓波形的失真，因而在實(shí)際中很少使用。 任務(wù) 2 三極管基本放大電路的認(rèn)識(shí) 分壓偏置式放大器的電路結(jié)構(gòu)如圖 。 RB1和 RB2對(duì)電源電壓分壓，使基極得到合適的電位。這個(gè)過程可以用下面的流程圖來表示： ???????????????? CQBQEBBEEEEEQCQO IIUUURIUIICT )()()( 這個(gè)過程表明，分壓偏置式放大電路的特點(diǎn)就是利用分壓器（ RB1和 RB2）獲得固定基極電壓 UB，再通過電阻 RE對(duì)電流 ICQ(IEQ)的取樣作用，將 ICQ的變化轉(zhuǎn)換成 UE的變化，經(jīng) 負(fù)反饋 自動(dòng)調(diào)節(jié) UBE從而達(dá)到穩(wěn)定 Q點(diǎn)的目的。所以為了兼顧其他指標(biāo)，工程應(yīng)用設(shè)計(jì)時(shí)一般可選?。? I1=（ 5～ 10） IBQ UB=（ 3～ 5） V （硅管） I1=（ 10～ 20） IBQ UB=（ 1～ 3） V （鍺管） 任務(wù) 2 三極管基本放大電路的認(rèn)識(shí) （ 2）分壓偏置式放大器的分析 根據(jù) 分壓偏置式放大器的直流通路，可以求出它的靜態(tài)工作點(diǎn)。 beLCbeLu r RRrRA //?? ?????beBBbeBi rRRrRr ////// 21??Co Rr ? 交流通路 微變等效電路 任務(wù) 2 三極管基本放大電路的認(rèn)識(shí) 【 例 】 在圖 ，已知 RB1=， RB2 = kΩ， RC=2 kΩ， RE=1 kΩ， RL =2 kΩ， UCC =12V，設(shè) 20℃ 時(shí)，三極管的 β=30。 ② 假設(shè)溫度上升到 50℃ 時(shí)，三極管的 β=60，其它參數(shù)不變，靜態(tài)工作點(diǎn)有無變化？ 【 解 】 ① 20℃ 時(shí)，三極管的 β=30，則 VRRR UU BBBCCB 3221??? mARUIIEEEQCQ ??? 任務(wù) 2 三極管基本放大電路的認(rèn)識(shí) 為了求 Au，需先估算 rbe，即 VRRIUU ECCQCCC E Q )( ???? AmAII CQBQ ?? ???????? 650)( )(26)1(300 mAmVIrEQbe????????beLCbeLu r RRrRA ?????? 4 8 3////// 21 beBBbeBi rRRrRr??? kRr Co 2 ② 50℃ 時(shí)，三極管的 β=60，根據(jù)以上估算過程可知， Q點(diǎn)的值均基本保持不變，即仍為