发射极,发射极是什么意思
发射极,发射极是什么意思
三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把正块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种。三极管的结构示意图如图1所示,威廉希尔官方网站 符号如图2所示。
从三个区引出相应的电极,分别为基极b,发射极e和集电极c。发射区和基区之间的PN结叫发射结,集电区和基区之间的PN结叫集电极。共发射极放大威廉希尔官方网站
输入信号加在三极管的基极, 输出信号由集电极取出,发射极作输入回路和输出回路的公共电极时的放大威廉希尔官方网站 ,称为共发射极放大威廉希尔官方网站 ,图2.1.1为基本共发射极放大威廉希尔官方网站 。在电子 设备中,它主要用于电压放大
(a) NPN型管 (b) PNP型管
图2.1.1 基本共发射极放大威廉希尔官方网站
图2.1.1(a)虚线框内为选用NPN型三极管的共发射极放大威廉希尔官方网站 ,VCC为正直流电压源。 Rb1和Rb2为基极上偏置电阻和下偏置电阻,作用是保证三极管基极有合适的直流电压VBQ, 这种偏置威廉希尔官方网站 称为分压式偏置威廉希尔官方网站 。Rc为集电极电阻,作用是将三极管的集电极信号电流Ic变换成集 电极信号电压Vc。Re为发射极电阻,具有稳定直流工作点的作用,因此,这种偏置威廉希尔官方网站 又称为射极偏 置威廉希尔官方网站 。Rb1、Rb2、Rc和Re的选择必须保证三极管工作在放大区,即发射结 正偏,集电结反偏,还要保证输出电压不进入三极管的饱和区和截止区,即不产生饱和、截止失真。
Vs为信号源电压有效值,并设vs=Vsm ,Rs为信号源内阻。Vi和Vo分别为放大威廉希尔官方网站
的输入电压和输出电压的有效值。 RL为放大威廉希尔官方网站
的负载。
Ce为发射极旁路电容,作用是使三极管集电极的输出信号电流Ic 不在Re上产生交流压降而直接入地。Cb1和Cb2分别为输入和输出耦合电容,作用 是传送交流,隔离直流,又称为隔直电容。这三个电容在使用频率不很高(几十千赫兹以下)时,都应选容量较大的电解 电容。
如果三极管选用PNP型,VCC选用负直流电压源,以保证发射结正偏,集电结反偏。 三个外接电解电容也应反接,如图2.1.1(b)所示。共发射极放大威廉希尔官方网站 直流分析(静态分析):
直流分析就是计算三极管各电极的直流电压和直流电流,是保证三极管工作在放大区的先决条件。 由于直流确定以后是不变化的,又称为静态分析,直流电压和直流电流又称为静态电压和静态电流。在分析直流时先画 出直流通路,因为电容不能通过直流,所以直流通路就是将图2.1.1基本放大威廉希尔官方网站 中的所有外接电容开路,
图2.1.2 共发射极放大威廉希尔官方网站 的直流通路
静态工作点的计算
在图2.1.2(b)中
(2.2.1)
(2.2.2)
由图可得输入回路方程
由上式可得基极直流电流
(2.1.3)
式中:VBEQ为三极管的基射极间的直流电压(即发射结的导通电压),硅管取0.7V,锗管取0.2V。
集电极直流电流
(2.1.4)
发射极直流电流
(2.1.5)
集射极之间的直流电压
(2.1.6)
要使三极管工作在放大区,必须保证
(2.1.8)
共基极,共发射极,共集电极放大威廉希尔官方网站 三种基本组态的比较:
静态工作点
在实用威廉希尔官方网站 中,为了稳定直流工作点,三种基本威廉希尔官方网站 都用 分压式偏置,不用简单偏置,只要满足条件(1+β)Re>>Rb,可用式(2.1.9)估算 ICQ,并用式(2.2.3)判断三极管是否工作在放大区。三极管工作在放大区只是必要条件,还要求输出电压 不产生饱和或截止失真。三种基本组态的性能特点列于下表2-2中
表中增加了一项功率放大倍数Ap,定义 为输出功率Aop与输入功率Aip的比值,即
式中,I'o为放 大威廉希尔官方网站 中三极管的输出电流,I'i为三极管的输入电流。所谓放大威廉希尔官方网站 ,必须
具有功率放大作用。 共发射极威廉希尔官方网站 的电压放大倍数和电流放大倍数都大于1;共集电极威廉希尔官方网站 的电压放大倍数虽然小于1,但它有电流 放大;共基威廉希尔官方网站 的电流放大倍数虽然小于1,但它有电压放大。因此三种基本组态威廉希尔官方网站 都具有功率放大作用,所 以称为放大威廉希尔官方网站 。
表中电压放大倍数和电流放大倍数中的负号,是表示输出信号与输入信号的相位相反,不是表示负值。电压放大倍数为负时,电流放大倍数就为正,反之电压放大倍数为正时,电流放大倍数就为负,因此电压放大倍数可以统一表示为如下形式
对共发和共基威廉希尔官方网站 R'L=Rc//RL,对共集威廉希尔官方网站 R’L=Re//RL。
输入电阻和输出电阻大小的比较主要是对和,当然, 对放大器的Ri和Ro也有一定的影响。
上面的分析全部是用的NPN型管。如改用PNP型管,除静态电压和电流为负值外, 性能指标与NPN型管完全一样。
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