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一.晶体管基础
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一.晶体管基础
一.四种受控源
Voltage Control Voltage(VCV): JFET MOSFE
Voltage Control Currency
Currency Control Voltage(CCV)
Currency Control Currency : BJT
二.BJT基础
🖼️NPN PNP 符号
🖼️BJT封装
BJT基础数学公式
iB+iC=iEi_B+i_C=i_E
iB=βiCi_B=\beta i_C
BJT伏安特性
测试曲线及其数学公式表达
🖼️B-E图像及公式
🖼️C-E图像注意划分 饱和区 放大区 不安全区 ,其数学公式难以表达
输出伏安特性可做简化
🖼️简化后的输出伏安
在放大区,集电极电流记恒等于基极电流i的β\beta倍,与UCEU _ { C E }无关
在饱和区,集电极电流随UCEU_{CE}增大而增大,近似为线性。
饱和区和放大区分界线为UCES=0.3VU _ { C E S } = 0 .3 V的垂直线左侧为饱和区,右侧为放大区
静态特性 动态特性
静态电阻 动态电阻
静态β\beta 动态β\beta: 两者差别不大,默认一致
放大电路的构建
💡[引用]困难之处
见上图,它好像已经实现了这个目的:将输入信号叠加在一个直流电压源上,输入信号被成功耦合到了电路中。
但,这是一个理想化电路,在实际应用中无法实现.原因在于输入信号U-i很难实现和直流电压源的串联除非它是一个变压器的副边。我们常用的信号源都是单端输出的,其负端都是默认接地的,一旦这样连接,就等同于将tB接地。
静态工作点的选取: ...
如何耦合信号?
容阻耦合
变压器耦合
晶体管的四种工作状态
放大 饱和 截至 倒置
💡ADI 判断法判断方法
通过定义了 三极管期望电流 电源期望电流 和 并将三极管抽象为单向电阻
如果三极管为单向电阻时候, 电源实际流经方向同三极管三极管期望电流相同, 则判断为 放大饱和结构
若否 则为 截至倒置结构
若倒置,则将三极管C-E对调后,一定为放大,否则截至
放大-饱和的判断需要估算静态工作点(VCE,0.3V_{CE},0.3)
基本直流求解静态工作点
🤔归因R求法
...
图解法
双原器件和电压源的简单并联: ..
若为其中为一电阻: 则为高中的简易图解法
双原器件和电流源源的简单串联联: ..
🤔[数学技巧]通过斜率K的线性分配确定交点
...
在Early Effect影响下双三极管CE串联静态工作点确定
...
🤔使得VCEV_{CE} 变小的两种思路(即进入饱和态)
扩大R_C: 将放大电流线看作近似电流源,RCR_C扩大,U_C=RC∗iCR_C*i_C也变大,"压迫"UCEU_{CE}变小
减小RBR_B 提高UBU_B使得参考IBI_B增大: 由于IC放大=βIBI_{C放大}=\beta I_B ,若要保证还在放大区,U_C也会增大,也是压迫UCEU_{CE}
动态求解
三极管的微变等效模型
🤔受控源能否进行戴维南变换 ?
动态分析重要指标
🤔仅有在动态分析下,电路才能全线性化
输入电阻
输出电阻
放大倍数
实验法求解电路参数 ...
三.三极管三种放大模式
💡三种放大模式区别
基本假设
折算回路:
由于使用了环路电流法已经默认使得KCL成立,接下来只需要关注KVL
三极管有三条路线,去除掉受控源(电压可变),折算回路总是选择B—E
电阻折算法则
电流比预设电源电流回路大乘上对于倍数
比预设电源电流小,电阻除上对应倍数
计算rir_i,然后根据三极管三端电流关系求得跨阻,再根据RLR_L求AuA_u
Au=Ai∗RLRiA_u = Ai*\frac{R_L}{R_i}
比如共Base: Au=β+1β∗RLRE//rbe1+βA_u= \frac{\beta + 1}{\beta}*\frac{R_L}{R_E//\frac{r_{be}}{1+\beta}} 其中ri=RE//rbe1+βr_i = {R_E//\frac{r_{be}}{1+\beta}}
输出电阻
方法一:短路输入,输出加上电压
对于共Emitter: ro=Rcr_o = R_c (r_be电流为,受控源电流直接为0,直接断路)
对于共Base: ror_o 同为RcR_c ,方法类似共E
得到AuA_u表达,得到uou_o随RL′{R_L}^{'}变换的关系式
Com-Base 集电极电流跟随器
🖼️微变等效
🤔为何共基极一直感觉奇怪?
其折算回路是由E→B而非B→E(其他两种)
Com-Collect 射级电压跟随器