面結(jié)型晶體管

面結(jié)型晶體管 N 類 / P 類 電晶體

1. 電晶體的偏壓:

B-E 極: 基極-射極必須正向偏壓;C-B 極: 集極-基極必須反向偏壓

(1) IE = IB + IC;射極電流 = 基極電流 + 集極電流

(2) β 共射極電流放大率 = δIC / δIB ( δIC 集極電流變化;δIB 基極電流變化)

(3) 輸入電流 IB =

B

B BE

R

V ?V

(4) 輸出電流 Ic = β IB

(5) 輸出電壓 Vce = Vcc – Ic RL (負(fù)載線)

例一: 某電晶體有0.04 mA 基極電流(Ib)輸入，放大后的集極電流 IC 是20 mA。求電晶體的

電流放大率 β 及射極電流IE 。

答案: β = 20 / 0.04 = 500。 IE = 0.04 + 20 = 20.04 mA

例二: 某共射極電路的電流放大率β是100. 如果基極電流IB 是10 μA , 試計(jì)算集極電流IC

答案: Ic = 100 x 0.00001 = 0.001 A

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例三: 某共射極式放大器電路由下列零件制作而成:

NPN 晶體管，電流增益 β =200， VBE = 0.7 V

電池組，Vcc=10V

電池組，VBB = 2V

電阻器，RC = 1 kΩ

電阻器，RB = 100kΩ

(a) 試?yán)L畫所制作的放大器電路。

(b) 基極電阻器的電壓是多少?

(c) 試計(jì)算基極電流和集極電流。

答案:(a) 右圖為該放大器電路。

(b) 基極電阻器的電壓VRB = 2 - 0.7 = 1.3 V

(c) 基極電流 IB = 1.3 / 100000 = 13 μA

集極電流 IC = 200 x 0.000013 = 2.6 mA

例四:

上圖示一電子開關(guān)電路及該電晶體的輸出特性圖。

(i) 計(jì)算燈泡的電阻值。

答案:R = V2 / P = 122 / 0.72 = 200 Ω.

(ii) 繪畫d.c.負(fù)載線於圖表上。

答案:d.c.負(fù)載線 : VCE = VCC - ICRL;

VCE = 12 - 200 IC

VCE = 0, IC = 60 mA.;IC = 0, VCE = 12 V.

(iii) 若輸入端X 的電壓是5 V d.c., 計(jì)算IB, IC, VCE, 及燈

泡的功率消耗P (VBE = 0.5 V)。

答案:IB = (VB - VBE) / RB

= (5 - 0.5) / 4500 = 1 mA.

根據(jù)輸出特性圖IB = 1 mA，IC = 45 mA ; VCE = 3V.

燈泡的功率消耗 = IC

2 R = 0.0452 x 200 = 0.405 W.

2. 自動(dòng)偏壓共射極電路

(1) 輸入電流 IB =

B

CC BE

R

V ?V

(2) 輸出電流 Ic = β IB

(3) 輸出電壓 Vce = Vcc – Ic RL

3

輸入

例四:求右圖基極電阻RB , 集極電流Ic 及 集極電壓Vce。

答案: RB = 540000

.00001

6 0.6 =

? Ω;

Ic = 200 x 0.00001 = 0.002A;

Vce = 6 - 0.002 x 2000 = 2 V

例五:計(jì)算右圖共射極電路基極電阻RB 及 負(fù)荷電阻RL 的電

阻值. 假設(shè)靜態(tài)集極電壓Vce = 4.5V.

答案: RB = 840000

.00001

9 0.6 =

? Ω

4.5 = 9 - 120 x 0.00001 x RL;

RL = 3750 Ω

例六:求右圖基極電阻RB , 集極電流IC 及集極電壓 Vce .

答案: RB = 520000

.00001

6 0.8 =

? Ω

Ic = β IB = 120 x 0.00001 = 0.0012 A

Vce = 6 - 0.0012 x 3000 = 2.4 V

例七:下圖顯示某電晶體管放大電路和晶

體管的特性曲線，晶體管的VBE

和 β分別是0.6 V 和250。

(a) 試計(jì)算靜態(tài)基極電流和集極電流。

(b) 圖表上哪一條直流負(fù)載線正確?求負(fù)

載.RL 的數(shù)值。

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(c) 將下列繪圖抄在答題簿內(nèi)，并按電路圖接駁該等元件。

答案:(a) (VCC - VBE) / RB = (12 - 0.6) / 380000

= 30 μA

IC = β IB = 250 x 30 x 10-6 = 7.5 mA.

(b) 靜態(tài)點(diǎn)在 IC = 7.5 mA 及 IB = 30 μA;

L2 是所需直流負(fù)載線。

∴7.5 = 12 – 0.0075 RL

RL = 600 Ω

(c)

例八:右圖共射極電路電晶體的VBE 是0.6 V，β 是50。

a. 試簡(jiǎn)單解釋電容C1 及電阻RB 的功能。

答案: C1 是耦合電容器。其主要功能用來(lái)隔開放大器電

路和其它電路的直流電源，并讓交流訊號(hào)通過(guò)。

RB 是基極偏壓電阻，令電晶體基極從Vcc 處取得

正向偏壓。

b. 假設(shè)靜態(tài)集極電壓 VCE 是 6 V, 試計(jì)算

(i) 靜態(tài) IC,

(ii) 靜態(tài) IB, 及

(iii) RB 的電阻值。

答案: (i) 6 = 12 - Ic x 1000; Ic = 0.006 A [Vce = Vcc – Ic RL]

(ii) 0.006 = 50 x IB; IB = 0.00012 A [ Ic = β IB]

(iii) 12 - 0.6 = 0.00012 x RB; RB = 950000 Ω [ Vcc - Vbe = IB RB ]

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2. 共基極電路

(4) 電流放大率 α = δIC / δIE < 1

約 0.98;

(5) α = β / (1+β)

(6) β = α /(1?α)

3. 共集極電路

(7) 電流放大率 = β + 1

電晶體電路比較

放大器種類:

A 類放大器(360o 輸出), B 類放大器(180o 輸出) 及 C 類放大器(<180o 輸出)

放大器的負(fù)回輸

優(yōu)點(diǎn):改善頻率效應(yīng)、減少放大訊號(hào)失真、增加放大的穩(wěn)定性。

缺點(diǎn):放大率減少

計(jì)算 AFB =

i

o

V

V

=

Aβ

A

1+

;A = 放大器的開環(huán)增益、β 為回輸系數(shù)。

輸入阻抗 Zi 輸出阻抗 Zo 應(yīng)用 相位差

共基極電路 低 高 前級(jí)放大 0

共射極電路 中 中 聲頻放大 180, 相反

共集極電路 高 低 阻抗匹配 0

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例九:某放大器的開環(huán)增益是1000. 若回輸系數(shù)是5 %, 計(jì)算系統(tǒng)的總增益。

答案:AFB = A / (1 + Aβ )

= 1000 / ( 1 + 1000 x 0.05)

= 19.61

功率增益單位(dB) 分貝

Np = 10 log

Pi

Po

dB Nv = 20 log

Vi

Vo

dB Ni = 20 log

Ii

Io

dB

例十:某放大器的電壓增益是20 dB. 若輸入電壓是5 mV, 試計(jì)算輸出電壓.

答案:Nv = 20 log (Vo / Vi )

20 = 20 log ( Vo / 0.005 )

∴Vo = 0.05 V

例十一:某放大器的功率增益是10 dB. 若輸入功率是50 mW, 試計(jì)算輸出功率。

答案: Np = 10 log ( Po / Pi )

10 = 10 log ( Po / 0.05)

Po = 0.5 W

混算放大器

反相放大電路

非反相放大電路