低頻電子電路章

低頻電子電路章第一頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日第三章半導(dǎo)體受控器件的分析因半導(dǎo)體PN結(jié)的復(fù)雜性，導(dǎo)致非線(xiàn)性導(dǎo)電具有區(qū)域特性，區(qū)域特性是分析的關(guān)鍵點(diǎn)。---------具體包含：

區(qū)域條件

區(qū)域模型與表達(dá)方式

《低頻電子電路》總論：第二頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日3.4應(yīng)用目標(biāo)、非線(xiàn)性元器件的區(qū)域特性和分析方法的選取3.2非線(xiàn)性受控器件的求解分析與應(yīng)用3.1非線(xiàn)性半導(dǎo)體元器件的分析概述第三章半導(dǎo)體受控器件的分析回顧第一章分析具體方法大范圍鎖定工作點(diǎn)3.3直流工作點(diǎn)分析《低頻電子電路》第三頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日1.明確非線(xiàn)性元器件工作區(qū)域2.明確非線(xiàn)性元器件是否需要工作點(diǎn)平臺(tái)第三章半導(dǎo)體受控器件的分析3.1非線(xiàn)性半導(dǎo)體元器件的分析概述第四頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日3.1

非線(xiàn)性半導(dǎo)體元器件的分析概述

回顧第一章例題1.3.2或門(mén)電路（二極管上電壓在大范圍的內(nèi)確定)第三章半導(dǎo)體受控器件的分析第五頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日

回顧第一章例題1.4.3全波整流電路（二極管上電壓在大范圍內(nèi)變化)第三章半導(dǎo)體受控器件的分析第六頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日

回顧第一章例題1.3.2電位平移電路（二極管上電壓在導(dǎo)通區(qū)內(nèi)的較小范圍變化)工作點(diǎn)第三章半導(dǎo)體受控器件的分析.第七頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日要點(diǎn)：輸出應(yīng)屬高低電位情況，即是在非線(xiàn)性大范圍內(nèi)求點(diǎn)。具體步驟：分別以?xún)煞N輸入電平出發(fā)來(lái)分析。3.2

非線(xiàn)性受控電流器件的求解分析3.2.1晶體管非門(mén)基礎(chǔ)電路第三章半導(dǎo)體受控器件的分析已知：輸入只有5V和0V兩種情況。第八頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日要點(diǎn)：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。---管子截止，輸出高電位5V。要點(diǎn)：管子導(dǎo)通（放大、飽和或擊穿）---電阻參數(shù)合理情況下，管子可以處于飽和，輸出低電位(約等于0V)。3.2.1晶體管非門(mén)基礎(chǔ)電路第三章半導(dǎo)體受控器件的分析第九頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日要點(diǎn)：管子導(dǎo)通（放大、飽和）。第三章半導(dǎo)體受控器件的分析在電阻或較大情況下，管子均可以處于飽和狀態(tài)，輸出低電位約等于0V。第十頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日管子處于放大區(qū)，在信號(hào)作用下的小范圍變化時(shí)的近似線(xiàn)性等效電路。3.2.2晶體管微變等效電路分析法及條件第三章半導(dǎo)體受控器件的分析第十一頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日說(shuō)明如下：第三章半導(dǎo)體受控器件的分析放大情況-小信號(hào)基礎(chǔ)電路模型（1）輸入與二極管相似（2）輸出受的控制第十二頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日按結(jié)構(gòu)精細(xì)化模型發(fā)射極E基極BPNN+集電極C發(fā)射結(jié)集電結(jié)第三章半導(dǎo)體受控器件的分析第十三頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日參數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)第三章半導(dǎo)體受控器件的分析（1）其中，（1）參數(shù)的為放大情況下的發(fā)射結(jié)交流小信號(hào)等效電阻；（2）低頻晶體管為200

300，高頻晶體管約幾十歐姆。第十四頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日第三章半導(dǎo)體受控器件的分析（2）參數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)第十五頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日放大倍數(shù)與跨導(dǎo)的關(guān)系第三章半導(dǎo)體受控器件的分析（3）參數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)即：第十六頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日條件：管子處于飽和區(qū)，在信號(hào)作用下的小范圍變化時(shí)的近似線(xiàn)性等效電路。3.2.3場(chǎng)效應(yīng)管微變等效電路第三章半導(dǎo)體受控器件的分析第十七頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日電路模型第三章半導(dǎo)體受控器件的分析注：各種場(chǎng)效應(yīng)管的小信號(hào)特性相同。第十八頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日飽和時(shí)，輸入電阻極大場(chǎng)效應(yīng)管襯底（或背柵）跨導(dǎo)第三章半導(dǎo)體受控器件的分析參數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)（2）（3）（4）（1）第十九頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日按結(jié)構(gòu)精細(xì)化小信號(hào)模型說(shuō)明第三章半導(dǎo)體受控器件的分析第二十頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日要點(diǎn)：直流電源作用下的計(jì)算問(wèn)題。具體步驟：（1）直流通路3.3直流工作點(diǎn)分析3.3.1工作點(diǎn)的建立及近似計(jì)算（2）近似計(jì)算法或作圖法的選擇第三章半導(dǎo)體受控器件的分析第二十一頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日具體步驟：（1）畫(huà)出直流通路（c）,其中E<03.3.1工作點(diǎn)的建立及近似計(jì)算（2）近似計(jì)算法或作圖法的選擇

雙電源供電方案第三章半導(dǎo)體受控器件的分析第二十二頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日結(jié)論分析：計(jì)算結(jié)果顯然與放大區(qū)假設(shè)矛盾，計(jì)算結(jié)果不可信。

采用近似計(jì)算方法（2）晶體管特性描述第三章半導(dǎo)體受控器件的分析VBE(on)

、β、ICBO≈0（3）設(shè)其它元器件參數(shù)已知（1）假設(shè)晶體管處于放大區(qū)第二十三頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日晶體管PN結(jié)必然均處于反偏狀態(tài)。即

采用近似計(jì)算方法第三章半導(dǎo)體受控器件的分析在

E<0條件下，晶體管發(fā)射極反偏，基極電流不可能小于0。結(jié)合上述計(jì)算第二十四頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日判斷計(jì)算結(jié)論與之前“放大區(qū)”假設(shè)是否矛盾，若不矛盾，則計(jì)算結(jié)果可信。

采用近似計(jì)算方法的要點(diǎn)第三章半導(dǎo)體受控器件的分析首先，假設(shè)晶體管處于放大區(qū)，并按放大區(qū)計(jì)算。若矛盾，則應(yīng)結(jié)合計(jì)算結(jié)果，正確判斷晶體管所處區(qū)域，再根據(jù)該區(qū)域的情況另行計(jì)算。第二十五頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日

作圖法與采用作圖法對(duì)前述計(jì)算的說(shuō)明則晶體管特性可描述為如下圖所示的實(shí)線(xiàn)直線(xiàn)。第三章半導(dǎo)體受控器件的分析（1）假設(shè)晶體管在任何情況下均處于處于放大區(qū)，第二十六頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日晶體管B、E之外的線(xiàn)性電路特性第三章半導(dǎo)體受控器件的分析（2）輸入回路----輸入直流負(fù)載線(xiàn)將輸入直流負(fù)載線(xiàn)與晶體管特性畫(huà)在同一圖上，所得交點(diǎn)，即為所求工作點(diǎn)。第二十七頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日第三章半導(dǎo)體受控器件的分析顯然，Q點(diǎn)是在假設(shè)晶體管始終處于放大區(qū)條件下得到的結(jié)果，即與計(jì)算法結(jié)論對(duì)應(yīng)，即而Q點(diǎn)才是依據(jù)真實(shí)晶體管獲得的結(jié)果，即這與計(jì)算法的最終結(jié)果一致。第二十八頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日晶體管C、E之外的線(xiàn)性電路特性第三章半導(dǎo)體受控器件的分析（3）輸出回路----輸出直流負(fù)載線(xiàn)將輸入直流負(fù)載線(xiàn)與晶體管特性畫(huà)在同一圖上，所得交點(diǎn)，即為所求工作點(diǎn)。第二十九頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日第三章半導(dǎo)體受控器件的分析顯然，Q點(diǎn)是在假設(shè)晶體管始終處于放大區(qū)條件下得到的結(jié)果，即與計(jì)算法結(jié)論對(duì)應(yīng)，即而Q點(diǎn)才是依據(jù)真實(shí)晶體管獲得的結(jié)果，即這與計(jì)算法的最終結(jié)果一致。注：作圖法有利于解題思路的建立第三十頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日（2）選擇近似解析計(jì)算法（1）基于場(chǎng)效應(yīng)管的電壓控制原理，以及該電路可能會(huì)處于飽和區(qū)，假定就處于飽和區(qū)。第三章半導(dǎo)體受控器件的分析

單電源供電方案第三十一頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日（4）代入數(shù)值，計(jì)算得依據(jù)與晶體管類(lèi)似，可判斷該該場(chǎng)效應(yīng)管處于非飽和區(qū)工作，于是根據(jù)非飽和區(qū)近似為零的情況，可得第三章半導(dǎo)體受控器件的分析和第三十二頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日（1）溫度變化前3.3.2工作點(diǎn)的穩(wěn)定性（2）溫度升高30℃

后

實(shí)際問(wèn)題提出，，。

結(jié)論：管子靠近飽和區(qū)。第三章半導(dǎo)體受控器件的分析第三十三頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日保持集電極電流穩(wěn)定，就可以保證CE之間電壓穩(wěn)定，即達(dá)到穩(wěn)定放大區(qū)工作點(diǎn)的目的。

實(shí)際典型改進(jìn)電路，，。

第三章半導(dǎo)體受控器件的分析第三十四頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日保持集電極電流穩(wěn)定，就可以保證CE之間電壓穩(wěn)定，即達(dá)到穩(wěn)定放大區(qū)工作點(diǎn)的目的。

實(shí)際典型改進(jìn)電路，，。

第三章半導(dǎo)體受控器件的分析第三十五頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日

實(shí)際典型工作點(diǎn)穩(wěn)定電路原理，，。

結(jié)論：發(fā)射極電阻是穩(wěn)定集

電極電流的關(guān)鍵。第三章半導(dǎo)體受控器件的分析注：關(guān)鍵:即:第三十六頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日

工作點(diǎn)穩(wěn)定電路條件，，。

為了提高效果，希望基極電位穩(wěn)定，也就是，即即滿(mǎn)足第三章半導(dǎo)體受控器件的分析工程條件：（1）時(shí)，等式（1）成立。第三十七頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日要點(diǎn)：電路數(shù)學(xué)目標(biāo)、電路構(gòu)成、分析手段、

分析結(jié)論與改進(jìn)。具體實(shí)例（1）電路數(shù)學(xué)要求3.4運(yùn)用目標(biāo)、非線(xiàn)性元器件的區(qū)域特性和分析方法的選?。?）小信號(hào)分析計(jì)算第三章半導(dǎo)體受控器件的分析第三十八頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日第三章半導(dǎo)體受控器件的分析交流通過(guò)電容，引起基極電流變化，經(jīng)β完成交流比例變換，最后再經(jīng)電容將變換后的交流引出。通過(guò)直流通路，將晶體管工作點(diǎn)推向放大區(qū)；

電路構(gòu)造第三十九頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日第三章半導(dǎo)體受控器件的分析

工作點(diǎn)處于放大區(qū)，計(jì)算合理可信。（1）