第2章 半导体三极管及基本放大电路
学习目标
要掌握:双极型三极管的基本结构、工作原理、参数和特性。
会分析:三极管放大电路的工作原理;放大电路的静态分析和动态分析。
会计算:三种基本组态放大电路的静态和动态计算;多级放大电路的分析计算。
会选用:多级放大电路的耦合方式。
会处理:放大电路的故障诊断和排除方法。
要应用:用实验或Multisim软件分析和调试各种放大电路。
半导体三极管是常用的半导体器件。本章主要讨论半导体三极管的结构、工作原理、特性曲线、主要参数以及半导体三极管组成的各种放大电路的工作原理和基本分析方法。
放大电路是一种最常用、最典型的模拟电子电路。放大电路的组成原则是:首先半导体三极管必须工作在放大区;其次应保证输入信号能够传送到放大电路的输入回路;最后应保证放大后的信号能够传送到放大电路的输出端,并在信号传送中信号保证不失真。放大的本质是对能量的控制。
放大电路分析的一般过程为先静态,后动态。放大电路的基本分析方法主要有两种:静态的图解法和估算法、动态的图解法和微变等效电路法。
图解法的实质是在半导体三极管的特性曲线上用作图的方法求解。其主要优点是:既能分析静态,又能分析动态;能够比较直观、形象地观察非线性失真。但是,作图过程比较烦琐,容易产生作图误差。
微变等效电路法近似地用一个线性的等效电路来代替非线性的放大器件。微变等效电路法的主要优点是既能分析简单电路,又能分析比较复杂的电路;分析的过程比较简单方便,不需作图。但是,微变等效电路法只能分析动态,不能分析静态。在实际工作中常常将上述两种分析方法结合起来使用。
半导体三极管是一种温度敏感元件,当温度变化时,半导体三极管的各种参数将随之发生变化,使放大电路的静态工作点不稳定,甚至不能正常工作。本章讨论的分压式工作点稳定电路,实质上是利用负反馈的作用保持静态工作点基本稳定。
单管放大电路有3种基本的组态,即共射组态、共集组态和共基组态。各种组态具有显著不同的特点。
多级放大电路的耦合方式主要有4种:变压器耦合、阻容耦合、直接耦合和光电耦合。其中只有直接耦合方式适用于集成放大电路。多级放大电路的电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积,但在计算每一级的电压放大倍数时要考虑前后级的相互影响。多级放大电路的输入电阻通常情况下等于第一级的输入电阻;而其输出电阻通常情况下等于末级的输出电阻。
半导体三极管是常用的半导体器件,下面首先讨论半导体三极管的结构、工作原理、特性曲线和主要参数。