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模电基本基本功:晶体管和FET管龙8中国唯一官方网站相关实用技巧

作者:小编    发布时间:2024-05-17 23:14:41    浏览量:

  模电是一门内容量很多的学科。前期对三极管知识的掌握就相当于电路基础中对基尔霍夫定律的掌握一样,是学习逐渐深入之后非常重要的基本功。同时,在第一次学习的时候可能会比较注重原理,但是经常用到的反而是一些更为实用的性质。接下来进行一些整理。

  晶体管:箭头指示电流方向,电流从 E 极(或者说从晶体管)流出的就是 N 型晶体管,向 E 极(或者说晶体管)流入的就是 P 型晶体管。这个和正常工作的时候,电流关系和电位关系也是对应的,例如正常工作在放大状态的 NPN 晶体管中,电流就是从 B 极和 C 极流入,从 E 极流出,电位关系是 UcUbUe。PNP 晶体管就相反。

  FET 管:区分 MOSFET 管的类型。- MOSFET 的符号中,g 极处就像是一块板子,这就是 MOSFET 中产生场效应的区域。-耗尽型场效应管在 Ugs 为 0 的时候也能够正常工作,有 Ugs (off),在符号中体现为ds 默认相连。-增强型场效应管需要 Ugs 大于 Ugs (th)才可以正常工作,当 Ugs 为 0 的时候,ds 之间默认不导通。结型场效应管通过 PN 结工作,电极都“直接”连接,没有“板子”。这就区分了不同类型的场效应管。

  首先,当然也可以用类似晶体管的思路来记忆,g 极的“电流”顺着方向流到 s 极,就和晶体管一样了。

  而另一种方法也成立,而且可以帮助记忆一些稳态分析相关的思路:N-type JFET 工作时,一种常见的 Q 值稳定电路称为

  。Ugs 需要是负的来使得 JFET 正常工作,也就是 s 比 g 电位要更高。把 g 通过 Rg 接到地,此时在 Rg,Ugs,Rs 之间就形成了一个环路,有一个从地流过 Rg 到 g 极的电流,以确保 g 工作在负电位,此时 s 工作在正电位。

  。当然可以记“对于 MOSFET,箭头方向是相反的”,但是还有两种记忆方式:

  ,源极和漏极就是 Negative 的。在实际运用时,笔者更偏向于运用“

  对这一个部分的复习,笔者建议要到能够非常熟练地区分符号,并且可以迅速反应出各 N-type 的工作电压方为基本完成。在这个基础上,记忆理解 Q 稳定电路,就基本上给稳态分析打下了一个比较好的基础。

  第一步:认识电路的静态工作点三极管都有静态工作点。需要给三极管一定的直流偏置才能使它们工作在各自曲线上。对于一个三极管放大电路,我们需要同时研究它的输入端和输出端。

  NPN 与 PNP 三极管曲线之间的区别是,PNP 三极管一般来说是 NPN 三极管的曲线相对原点翻转。

  NPN 晶体管:输入曲线:越过某一个 threshold 之后线性升高,会随着 uce 而左右移动,在 uce 达到一定值之后,不再左右移动。输出曲线:有饱和区,截止区还有放大区(横向的 u-i 曲线)

  第二步:找不同的方法进行稳态分析有几种不同的方法:1.图解法:我们知道输入/输出回路是有横纵坐标的。通过在电路中找出恰当的压降路线,我们可以列出关于这些横纵坐标的等式,在这些等式中有且只有这两个横纵坐标作为变量。就此,我们可以得到重叠在输入/输出回路上面的两条直线。直线和输入曲线重合,得到确定的电压值/电流值;再将这个值综合到输出曲线上,就可以得到 Q 点。2. 估算法:在图解法中,我们通过走电路的方式获得了稳态工作点的一些信息。同时,利用图解,我们获得了解出稳态工作点的最后信息。那么有没有不用图的?- 如果不用图,我们就需要额外的信息。三极管工作时的额外性质给我们提供了这些信息。-晶体管:ic = βib, ie = (1+β) ib 等-FET 管:1.电流关系:栅极电流可以忽略,源漏电流相等2.id可以通过 ido, Ugs, Ugs (th)/Ugs (off)得到方程

  这一步是转换的核心。扎实的转换,可以给之后的电路分析打下坚实的基础。下文以 NPN 三极管为例。

  晶体管等效:- 首先,置零直流电压并标出 e, b, c 三个电极的位置,之后必须依赖这些电位进行分析。-电阻从 b 接到 e,电流从 c 流向 e,bc 分开。(NPN)- 依照上面的处理方法转换电路。在没有处理熟练的时候,一个一个来- 一个非常实用的经验是:表明地和非地,用“某个电位-通过元件-接到另一个电位”的思路,一个一个支路地进行处理。熟练之后,试着将电路画成矩形的形状可以帮助分析。例 1:

  等效之后的计算:电压增益系数- 最稳定的方法:分别计算电压,并用电流将电压相连- 适用于计算复杂的微变等效电路,例如多阶等效电路- 更讨巧的方法:算前后端负载的加权阻值- 适用于帮助记忆一阶三极管的微变等效电路,辅助理解差分放大电路等- 注意:不要忽略负号-受控电流源的加入会影响电阻的权重系数。如果受控电流源的作用类似于给后方的电流一个增益,那么会对后方的电阻一个增益 (1+β);如果类似于分担了后方电流,那么常常后方电阻的增益就是 1/(1+β)。这不是最可靠的推导,具体以电压电流关系为准。

  输入/输出阻值- 计算输入阻值的时候,输入电压(或者说设成一个看样子很像开路的端口),计算端口支路上的电流。如果没有特殊影响因素,可以直接用加权串并联的方式进行。- 计算输出阻值的时候,将输入电压置零,负载开路,然后相对输出端口计算电压。此时可以先将电流源看作类似开路的存在,电流信息不能经过受控电流源传递到输入回路,因为有这个电流的前提条件就是输入回路中对应的部分有电流。这可能有一些过于 intuitive,但是在对某些接法的三极管进行分析的时候这么想是可以的。

  共射:最经典的放大电路,参数不是最优秀,但是在放大电压信号上很有用。共集:阻抗匹配电路。不能对电压信号进行放大,但是拥有优秀的输入电阻和输出电阻(输入很大,输出很小),可以用来做输入输出级共基:和共射相似,但是没有那么常见。输入电阻小,但是频宽比共射宽。


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