嵌入式学习小组
直播中

王璐

7年用户 185经验值
私信 关注

在威廉希尔官方网站 设计中使用三极管时需要注意的几个问题

威廉希尔官方网站 设计中使用三极管时需要注意的几个问题

回帖(1)

陈华

2021-6-8 11:10:40
  按照现代的制造工艺来说,根据不同的掺杂方式在同一个硅片上制造出三个掺杂区域,并形成两个PN结,由此就构成了一个晶体管。
  
  晶体管最大的优点就是能够放大信号,它是放大威廉希尔官方网站 的核心元件,能够控制能量的转换,将输入的任何微小变化量不失真地进行放大输出。
  以下是我们在威廉希尔官方网站 设计中使用三极管时需要注意的几个问题:
  (1)需注意旁路电容对电压增益的影响:
  
  这个威廉希尔官方网站 在国内各种模拟威廉希尔官方网站 教材书上是司空见惯的了,也算比较经典的了。由于这个旁路电容的存在,在不同频率环境中会有不同的情况发生:
  a、当输入信号频率足够高时,XC将接近于零,即射极对地短路,此时共射的电压增益为:
  
  b、当输入信号频率比较低时,XC将远大于零,即相当于开路,此时共射的电压增益为:
  
  由此可以看出,在使用三极管设计威廉希尔官方网站 时需要掂量旁路电容对电压增益带来的影响。
  (2)需注意三极管内部的结电容的影响:
  由于半导体制造工艺的原因,三极管内部不可避免地会有一定容值的结电容存在,当输入信号频率达到一定程度时,它们会使得三极管的放大作用“大打折扣”,更糟糕的是,它还会因此引起额外的相位差。
  
  由于Cbe的存在,输入信号源的内阻RS和XCbe形成了一个鲜为人知的分压器,也可以看成是一个LPF,当输入信号的频率过高时,三极管基极的电位就会有所下降,此时电压增益就随之减小。
  
  由于Cbc的存在,当输入信号的频率过高时,Vout的一部分会经过Cbc反馈到基极,又因为此反馈信号和输入信号有180°的相位差,所以,这样也会降低基极的电位,电压增益也由此下降。
  (3)需明确把握三极管的截止频率:
  
  这个威廉希尔官方网站 图是一个等效过后的图,其中CL是集电极到发射极、集电极到基极之间的结电容以及负载电容的等效电容。当输入信号的频率达到时,三极管的增益开始迅速下降。为了很好地解决这个问题,就得花心思把CL尽量减小,由此,fH就可以更高一些。首先我们可以在设计威廉希尔官方网站 时特意选择那种极间电容值较小的三极管,也就是通常所说的RF晶体管;我们也可以减小RL的取值,但是这样的话得付出代价:电压增益将下降。
  
  (4)三极管作为开关时需注意它的可靠性:
  如同二极管那样,三极管的发射结也会有0.7V左右的开启电压,在三极管用作开关时,输入信号可能在低电平时(0.7V
  在这里,由于在基极人为接入了一个负电源VEE,这样即使输入信号的低电平稍稍大于零,也能够使得三极管的基极为负电位,从而使得三极管可靠地截止,集电极就将输出为我们所希望的高电平。
  (5)需要接受一个事实:三极管的开关速度一般不尽人意。
  由前所述得知,器件内部结电容的存在极大地限制了三极管的开关速度,但是我们还是可以想出一些办法有效地改善一下它的不足的,下图就提供了一个切实可行的方法:
  
  从图中可以看出,当输入信号的上升时间很小(信号频率很高)时,即dV/dt很大,则ZC很小,结果Ib非常大,以致三极管可以迅速地饱和或者截止,这自然也就提高了三极管的开关速度。
  (6)应该明白射极跟随器的原理:
  
  射极跟随器的一个最大好处就是它的输入阻抗很高,因而带负载能力也就加强了。但是在运用过程中还是得明白它的原理才行,否则可能会造成意外的“问题源”。下面介绍一下它的原理,对于这个威廉希尔官方网站 而言,有如下方程式:
  
  由此可以看出,连接在发射极的负载阻抗在基极看起来就像一个非常大的阻抗值,负载也就容易被信号源所驱动了。
  这篇博文中主要是以共射威廉希尔官方网站 为例来说明问题,以上所说的几个问题只能当是“管中窥豹”了,因为三极管的使用注意事项实在太多,并非一篇博文能够涵盖得了的,况且要好好把握三极管这个器件也并非易事,但是如果我们在实践中有意识地不断去体会、不断去总结的话,三极管也将会为我们所熟用的。
举报

更多回帖

发帖
×
20
完善资料,
赚取积分