【暑期酷学】 学会使用三极管

dontium

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【之一】 简述

总发现有人这样问，我想xx（实现某个功能）用什么IC？

我觉得，设计一个电路，要讲究的是性能及价格统筹考虑，能用简单方法解决问题，决不能复杂化。简单，实际上不仅降低了成本，也提高了可靠性。、

三极管是最简单的有源器件之一，价格很低，且三极管都标上“最高结温175度”，哪个IC敢这样标？用了一颗IC就限制了你系统的最高可能的允许温度。
也就限止了你的能力发挥

1、三极管与二极管的区别。

用万用表测量时，三极管呈现出两个二极管的特性，即头对头或者尾对尾的两个二极管。但是，它们是有本质区别的。

              -----------基区很窄。

集电极和发射极区别：

      发射极高掺杂，集电极低掺杂。

图

测量三极管时，很容易用万用表判断出基极。

2、三极管的放大倍数。

三极管基极控制集电极电流能力，是由基区宽度、掺杂浓度决定的。

这里给个公式，想看了看看：

D：载流子扩散系数

L：扩散长度

W：基区宽度

3、PN结的电流关系：

【注】：以此作为引子，这些内容中有哪些大伙关心的，需要深入探讨的话，我们一起讨论。

zsfwq

抢个沙发先，基础永远要夯实，才能建高楼大厦！

wateras1

这样的帖子可以多发

zca123

从工程选型的角度讲，一般都主要关心最大电流，管压降之类的参数，还有漏电流之类的。请楼主详细讲讲

常见泽1

上次 老板公司 一个三极管封装画错了  CE弄反了 但是有没有造成太大的影响  话说 好像CE弄反了 还是有放大作用的  ？

chunyang

原帖由 常见泽1 于 2012-7-25 19:06 发表
上次 老板公司 一个三极管封装画错了  CE弄反了 但是有没有造成太大的影响  话说 好像CE弄反了 还是有放大作用的  ？

晶体管是对称结构，只是发射结和集电结的厚度、参杂浓度不同，CE弄反了放大系数会接近于1，但工作状态不会改变。

常见泽1

CE弄反了放大系数会接近于1
我们导师说 放大倍数减小
原来是接近于1

dontium

【之二】 三极管小信号放大电路

        分析三极管时使用等效电路（参数），有T型等效电路，H参数、ABCD参数、Y参数等，
它们也只是对于不同的场合使用不同的等效参数以方便计算。H参数是常用之一

它的网络方程是：

             Ui = hiIi + hrUo

             Io = hfIi + hoUo

式中，Ui,即输入电压，

hi这是电阻量纲，实际上就是它的输入电阻，

hr,无量纲，它代表输出反馈到输入部分的反馈系数。

hf, 无量纲，它是输入电流对输出电流的控制能力，实际上就是三极管的放大倍数beta（共射极时）。

ho, 应该是电导量纲，它代表三极管的输出电阻。

    在工程计算中，通常都把hr、ho忽略了，把hi换成Ri、把hf换成bata（共射极时），

一、共发射极放大电路

（一）电路的组成：

电源VCC通过RB1、RB2、RC、RE使晶体三极管获得合适的偏置，为三极管的放大作用提供必要的条件，
RB1、RB2称为基极偏置电阻，给三极管提供恰当的Ib，RE称为发射极电阻，它有直流负反馈作用，可以稳定
工作点。

      工作点：可以理解为“基准点”，它一般指直流状态，描述它主是有集电极电流及集电极电压。
如，集电极电压控制在1/2 * VCC时，那么它放大的交流信号的能力（摆幅）就是1/2*VCC，其它情况时，将
小于这个范围。

        RC称为集电极负载电阻，集电极电流在其上产生电压，从而实现信号的放大。与RE并联的电容CE，称为
发射极旁路电容，用以短路交流，使RE对交流不产生负反馈。

（二）直流分析：

      由于电容对直流呈断路，因此，去掉电路中的所有电容，即得到直流通路，如下图所示，此电路又称为
分压偏置式电路。一般情况下，取流过Rb1、b2的电流，要大于基极电流的5~10倍。取UCEQ = URC

静态工作点Q：

不难看出，Eb的电压加在Rb、Ube、Re上，所以：

工作点稳定原理：如温度变化时：

（三）小信号放大器性能分析

由于对于交流，电路中的电容取值较大，呈短路。电源的交流阻抗很小，也呈短路。因此得到下图。
然后将三极管用H参数小信号电路模型代入，便得到放大电路小信号电路模型如下图所示

1.电压放大倍数

[ 本帖最后由 dontium 于 2012-7-26 18:47 编辑 ]

dontium

1.电压放大倍数

如果考虑到信号源电阻对增益的影响，这时称作源电压增益：

2.输入电阻计算

由图可见

3.输出电阻 Ro = RC

jishuaihu

这么东西好熟悉哦，可是上学的时候都没懂。现在也懒得看了。学习学习！

leekuip

好帖子，顶起来，楼主给力更新呀，嘿嘿

daijun

CE弄反了。基本就没有放大作用了。你拿个三极管比如9014用数字万用表HFE档测量一下就知道了。

辛昕

其实，关于三极管，我觉得理解了 输入特性 和 输出特性，也就能用上了。

至于其他的，诸如 一个叫啥子H 小信号模型，甚至更加严格的小信号模型，那个内容太深，而且一般，特别是对于初学者，我们这样简单的设计一个放大电路，开关电路的，基本上都是用不上的。

而且这些内容有时是很难理解的。

我刚开始学的时候，也在这上面犯了不少稀里糊涂的时间，但这依然不影响我不会 设计直流偏置电路。

到后来，我看了几本日本人写的晶体管放大电路，只是掌握一些很基本的原则，利用一些很是可以接受的简化原则来设计电路，经常可以直接心算就完成。
而做出来的电路无一例外也能达到自己的需求。

当然，因为这些都是没什么要求的简单电路，对于复杂的，那又另当别论。

不过，作为一个过来人和初来者，我觉得对于 初学者，他最需要知道的是如何开始，至于高级话题，他暂时消受不了，也不需要。

而很高级的话题，等到他需要想的时候，他估计已经很轻车熟路知道 怎么往下走了。

希望木有冒犯楼主以及各位回帖的朋友~~~

dontium

讨论问题，各发表自己的见解，很正常。没有“冒犯”之说。

讲一个我经历的事
过去曾有一段时间电力紧张，人们买稳压器的很多。有个邻居找我修一个在市场上卖得很火的稳压器，打开一看，三极管控制继电器的那部分烧坏，后来我把它的线路改了一下，那个地方就没有发现损坏了。

人们在没有某个东西的时候，觉得随意买一个就行，当用过之后就想着要买名牌的，用了名牌之后，就想买进口的。为什么呢？

这里面有产品设计理念问题。

[ 本帖最后由 dontium 于 2012-7-27 17:28 编辑 ]

辛昕

呵呵，不好意思，似乎不是很能理解你的话，呵呵。

wateras1

顶起

dontium

一般三极管电路的计算中，采用非精确的“工程计算”法， 这样，记住 Ic = beta * Ib、Vbe = 0.7V （硅管）这两个关键参数就行了，

1、计算静态工作点时，电容看作开路，电感看作短路。
    因为集电极电流受控于基极电流，因些首先计算基极电流。
             而基极电流是由基极电阻、电源、Vbe、发射极电阻（如果有的话）决定的。对于有分压的偏置，可以将其等效为一个电阻，如8楼帖子中的RB，并可将电源等效为基极电源EB。这样计算起来就方便了。如果发射极有电阻，要记住在它上面的压降的计算，因为流过它的电流是（1+beta* Ib)
            这样，在基极回路中，“总电压为0”这个观点来计算，或者认为：基极电源EB（参见8楼等效电路）等于各处的压降---RB压降、Vbe压降、RE压降。

Ib求出来了，其它的就很好办了：IC= beta * Ib,   Ie= (1+beta* Ib)      ,  Uc = Ic * Rc  ……

2、增益计算。

        增益的定义式为：输出电压/输入电压。它就是输出电压比输入电压大多少倍的问。

      在计算时，输出电压是多少？可以由负载电阻 X 集电极电流来算。这个负载电阻是多少呢？在直流时，仅是RC，但在交流时，它就等效为RC与RL的并联了。

          那么这个时候，不知道的就是集电极电流了。

         集电极电流的求法，象计算直流工作点时相同的道理，还是要经过基极电流来算。

       算基极电流时，这时要注意的是BE结，直流时，它近似为0.7V，而对需要放大的交流信号，它就不再取固定值了。在8楼的公式中，用的是

rbe， 这个值有的手册中给出，多数没有给出，在过去的教材中，它是rbe= 300 + Ie/26,即Ie单位为mA ，rbe为欧

根据制造工艺，前面的那个“300”常数可能要改变。

                   这样，增益就根据8楼的公式算出了。

        还有个名词“源电压增益”，前面加个"源"字，即指考虑了信号源内阻对增益的影响，
                           计算它时，可以先计算电压增益，然后再按“信号源内阻 与 输入电阻的分压”的方法来计算源电压增益

woaiweibo

这几天跟着老师调板子，三极管的知识又增加了不少，三极管还真是好用

隆小禄

对，对于大多数初学者来说，首先掌握的应该是最基本的知识。三极管的三种工作状态及其各自的工作条件。作为初学者，到现在为止我在电路设计过程中接触到的三极管主要是用作电子开关。

dontium

如果不合口味，就别顶了。
以后再想着换其它内容。

[ 本帖最后由 dontium 于 2012-8-12 11:15 编辑 ]