2022-2023学年高二物理竞赛课件：晶体三极管应用原理

晶体三极管应用原理 晶体三极管应用原理 电流源 利用三极管放大区iB恒定时iC接近恒流的特性，可构成集成电路中广泛采用的一种单元电路--电流源。 iC vCE 0 iB VCE(sat) Q iC R + - VQ+ v iB恒值 外电路(负载电路) 与普通电流源不同。1、该电流源本身不提供能量，其输出电流IO由外电路中的直流电源提供。 2、IO只受IB控制，单极性≥0，变化范围有限（在放大区），与外电压大小几乎无关。 例已知ICQ=1mA，=100，v=20sint(mV)， VA=－100V，求三极管的各极交流电流和电压值vo。 v rbe ib ib ic RB + - rce RC vo + - v ib ic RB + - RC + - vo v + - iB VBB iC VCC RB RC + - + - RL C1 C2 5k ∞ 解：画出实际电路的交流通路及交流等效电路。 v rbe ib ib ic RB + - rce RC vo + - 例 解：据等效电路求得， 交流分析(或称微变等效电路法) 例  =100，uS=10sint(mV)，求叠加在“Q”点上的各交流量。 + uo  + – iB iC RB VCC VBB RC RL C1 C2 uS + – + – RS + uCE  + uBE – 12 V 12 V 510 470 k 2.7 k 3.6 k [解] 令us=0，求静态电流IBQ ① 求“Q”，计算 rbe ICQ =  IBQ = 2.4 mA VCEQ = 12  2.4  2.7 = 5.5 (V) ＞0.3V uce ②交流通路 + uo  + – iB iC RB VCC VBB RC RL C1 C2 uS + – + – RS + uCE  + uBE – ube ③小信号等效电路 + uo  + – RB RL RS rbe E ib ic  ic B C us RC + ube  C2短路。 ④分析各极交流量。 ⑤分析各极总电量。 uBE = (0.7 + 0.0072sint )V iB = (24 + 5.5sint) A iC = ( 2.4 + 0.55sint ) mA uCE = ( 5.5 – 0.85sint ) V iC t O （2-5-1） 晶体管T、基极电源VBB、电源VCC、基极RB、集电极RC。 各元件的作用 静态：vi=0 1. 晶体管T：放大； 2. 基极电源VIQ：使发射结正偏（VIQ>VBE(on)）； 3. 基极电阻RB：与VBB一起，确定合适的IB； 4. 集电极电阻RC：将集电极电流的变化转换成电压的变化。 5.VBB 、VCC：保证集电结反偏，并为输出信号提供能量。 2.4.2 放大器 一、放大器的组成：4个 + - iB vi iC VCC RC + - + - VIQ vo RB 不失真且输出大于输入。PO或VO或IO 2.4.2 放大器 + - iB vi iC VCC RC + - + - VIQ vo VIQ t vBE 0 IBQ t iB 0 t vi ICQ t iC 0 VCEQ t vCE 0 t vo 0 ‖ 在输入VIQ+vi下，iB，  ，iC， iC流过RC，并产生vCE RB vCE= vO含直+交，与vi有关，但幅度比vi更大，即放大。 设静态时有： IBQ、ICQ、VCEQ 则动态时： 利用ib 对ic的控制作用实现放大。 iC t O 与ui反相 1、直流分析：静态。 采用直流通路：直流电流流过的路径。分析放大电路 中直流电压与直流电流数值。 如何画？将交流电压源短路？=0、交流电流源断路(保留内阻)？全部电容断路，电感短路时，所对应的电路。 如何画？将直流电压源短路？、直流电流源断路？、P162大电容隔直（耦合）与旁路短路时，所对应的电路。 采用交流通路:交流电流流过的路径。分析电路中的 交流成分。 2、交流分析：动态。 二、放大器的直流通路和交流通路 $