拟电子彼求 第2章半导体三极管 23半导体三极管的 基本分析方法 言 23.·流分析 2流分析
2.3 半导体三极管的 基本分析方法 引 言 2.3.2 交流分析 2.3.1 直流分析 第 2 章 半导体三极管
拟电子彼求 第2章半导体三极管 已言 分析三极管电路的基本思想和方法 基本思翘 非线性电路经适当近似后可按线性电路对待, 利用叠加定理,分别分析电路中的交、直流成分。 直流通路(l;=0)分析静态。 交流通路(u;≠0)分析动态,只考虑变化的电压和电流亠 画交流通路原则: 1.固定不变的电压源都视为短路; 2.固定不变的电流源都视为开路; 3.视电容对交流信号短路 1/joC≈0
引 言 基本思想 非线性电路经适当近似后可按线性电路对待， 利用叠加定理，分别分析电路中的交、直流成分。 一、分析三极管电路的基本思想和方法 直流通路(ui = 0)分析静态。 交流通路(ui 0)分析动态，只考虑变化的电压和电流。 画交流通路原则： 1. 固定不变的电压源都视为短路； 2. 固定不变的电流源都视为开路； 3. 视电容对交流信号短路 1/ jC 0 第 2 章 半导体三极管
拟电子彼求 第2章半导体三极管 本方法 图解法: 在输入、输出特性图上画交、直流负载线 求静态工作点“Q”,分析动态波形及失真等。 解析法: 根据发射结导通压降估算“Q”。 用小信号等效电路法分析计算电路动态参数
基本方法 图解法： 在输入、输出特性图上画交、直流负载线， 求静态工作点“Q” ，分析动态波形及失真等。 解析法： 根据发射结导通压降估算“Q” 。 用小信号等效电路法分析计算电路动态参数。 第 2 章 半导体三极管
拟电子彼求 第2章半导体三极管 二、电量的符号表示规则 AA一主要符号;A一下标符号。 A大写表示电量与时间无关(直流、平均值、有效值) 小写表示电量随时间变化(瞬时值)。 A大写表示直流量或总电量(总最大值,总瞬时值); 小写表示交流分量。 总瞬时值交流瞬时值 BE BE=UBe tube UBE 直流量 直流量往往在下标中加注Q U1交流有效值
二、电量的符号表示规则 A A A 大写表示电量与时间无关(直流、平均值、有效值)； A 小写表示电量随时间变化(瞬时值)。 大写表示直流量或总电量(总最大值，总瞬时值)； 小写表示交流分量。 总瞬时值 直流量 交流瞬时值 Ube 交流有效值 直流量往往在下标中加注 Q A — 主要符号； A — 下标符号。 t u O uBE UBE ube Ube uBE = UBE + ube 第 2 章 半导体三极管
拟电子彼求 第2章半导体三极管 231直流分析 IB/HA 图解分析法 C BB/B Q静态工作点 BB +1kQ囗R BQ 20 15 kQ+ Auce VRROV uBE-5V CC BB MBE BEO 输入直流负载线方程: im4输入回路图解 cc/C MBE=v BBBB ib=20 HA 输出直流负载线方程: CQ CC CE CCC nC 3UCEO uCE 输出回路图解
2.3.1 直流分析 一、图解分析法 + – RB + RC uCE – + uBE − + – V VCC BB 3 V 5 V iB iC 输入直流负载线方程： uCE = VCC − iC RC uBE = VBB − iBRB 输出直流负载线方程： 输入回路图解 Q uBE/V iB/A 静态工作点 VBB VBB/RB 115 k UBEQ IBQ 0.7 20 输出回路图解 uCE/V iC/mA VCC VCC/RC O 1 k Q 2 3UCEQ ICQ O iB = 20 A 第 2 章 半导体三极管
拟电子彼求 第2章半导体三极管 工程近似分析法 BB +ikER BB BEon 5kS uce BO VBBO3V uBE 5V CC B 3-0.7 =0.02(mA) 115 B=100 cQ Bl BQ =100×0.02=2(m4) U CEQCCCQ 5-2×1=3(V)
二、工程近似分析法 + – RB + RC uCE – + uBE − + – V VCC BB 3 V 5 V iB iC 115 k 1 k = 100 B BB BE(on) BQ R V U I − CQ BQ I = I UCEQ =VCC − I CQRC 0.02(mA) 115 3 0.7 = − = = 1000.02 = 2(mA) = 5 − 21 = 3(V) 第 2 章 半导体三极管
拟电子彼求 第2章半导体三极管 电路参数对静态工作点的影响 1.改变RB,其他参数不变 RBT→>lB lB Q趋近截止区; BB B RB↓→iB个 Q趋近饱和区 L. UBE BB CO CE 2.改变Rc,其他参数不变 ccR Rc↑Q趋近饱和区。 C BE CE CEQ CC
三、电路参数对静态工作点的影响 1. 改变 RB，其他参数不变 uBE iB uCE iC VBB VCC VBB RB Q Q R B → iB Q 趋近截止区； R B → iB Q 趋近饱和区。 2. 改变 RC ，其他参数不变 RC Q 趋近饱和区。 iC uBE iB uCE VCC UCEQ Q Q ICQ VCC RC 第 2 章 半导体三极管
拟电子彼求 第2章半导体三极管 例23.1设RB=38kQ,求VB=0V、3V时的i、uEo lcmA 60 uA BB HkOR μ L CE 30队uA BB O3V BE CC 5 4321 20 HA IOwA μ B 0 [解] 0.3 5v ucE 当vB=0V:iB≈0, 判断是否饱和 ≈0, CE≈5 临界饱和电流Is和/Bs: 当V CC BB 3V CE(sat) CC CS B VBB-U BE(oD)=0.06 mA C CS CC B BS B BR c CE≈0.3V≈0,ic≈5mA B BS y 则三极管饱和
iC = ViCC C /R0C 例 2.3.1 设 RB= 38k，求 VBB = 0V、3V 时的 iC、uCE。 + – RB + RC uCE – + uBE − + – V VCC BB 3V 5V iB iC 1 k [解] uCE/V iC/mA iB= 0 10 A 20 A 30 A 40 A 50 A 60 A 4 1 O 2 3 5 当VBB= 0 V： iB 0， iC 0， 5 V uCE 5 V 当VBB = 3 V： B BB BE(on) B R V U i − = = 0.06 mA 0.3 uCE 0.3 V 0，iC 5 mA 三极管的开关等效电路 截止 状态 B S C E VCC + − RC RB iB 0 uCE 5V iB 饱和 状态 uCE 0 判断是否饱和 临界饱和电流 ICS和IBS ： C CC C CC CE(sat) CS R V R V U I − = C CS CC B S R I V I = iB > IBS，则三极管饱和。 第 2 章 半导体三极管
模拟电子做求 第2章半导体三极管 例232耗尽型N沟道MOS管,R;=1M2,Rs=2k2, RD=12k,VD=20V。lbss=4mA,Us(m=-4V,求 和 ig=0 GS G ip=lpss(1 uGS DD GS(off) G D 2 2 D 5i+4=0 i1=4mA→ues=-8V<Uos(om增根 i2=1mA→us=-2v bs=VDp-bi(Rs+Rp)=20-14=6(V)在放大区 DD iDRD=20-14=8(V
例 2.3.2 耗尽型 N沟道 MOS 管，RG = 1 M，RS = 2 k， RD = 12 k ，VDD = 20 V。IDSS = 4 mA，UGS(off) = – 4 V，求 iD和 uO 。 2 GS(off) GS D DSS(1 ) U u i = I − iG = 0 uGS = − iDRS D 2 D ) 4 2 4(1 − − = − i i 5 D 4 0 2 i D − i + = iD1= 4 mA iD2= 1 mA uGS = – 8 V < UGS(off) 增根 uGS = – 2 V uDS = VDD – iD(RS + RD) = 20 – 14 = 6 (V) uO = VDD – iD RD = 20 – 14 = 8 (V) 在放大区 RD G D S RG RS iD + uO – + VDD – 第 2 章 半导体三极管
拟电子彼求 第2章半导体三极管 232交流分析 、图解分析法A C B C Rr+ ucE Ice/+ MBE MBE CC BB 线性非线性线性 BB一BE B (A左) 输入回路 R B b=f(uBE) CE=C (A右) 输出回路 i=∫(uE)n=c (B左) CE iCRC(B右)
B BB BE B R V u i − = 2.3.2 交流分析 一、图解分析法 线性 非线性 线性 输入回路 (A 左) ( ) B uB E uCE C i f = = (B 右) 输出回路 ( ) C uCE i B C i f = = (B 左) uCE =VCC − i C RC (A 右) + – RB RC + uCE – + uBE − + – V VCC BB iB iC iB iC + uBE − + uCE – A B 第 2 章 半导体三极管