3半导体受控器件的(56-2011.10)汇编.ppt

线性电子电路 第三章 半导体受控器件分析 3.1 非线性半导体元器件的分析概述 3.2 非线性受控电流器件的求解分析 3.2.2 晶体管微变等效电路 晶体管微变等效电路 混合Π型电路模型的引出 3.2.3 场效应管微变等效电路 3.2.4 非线性受控元器件分析方法 3.3 直流工作点分析 3.3 直流工作点分析 单电源供电方案 3.3.2 工作点的稳定性 实际典型电路 * * 文凤 书山有路勤为径 学海无崖苦作舟 3.4 应用目标、非线性元器件的区域特性和分析方法的选取 3.2 非线性受控器件的求解分析与应用 3.1 非线性半导体元器件的分析概述 回顾第一章分析 具体方法 大范围锁定工作点 3.3 直流工作点分析 1. 明确非线性元器件工作区域 2. 明确非线性元器件是否需要工作点平台 二极管上电压在大范围的内确定 二极管上电压大范围变化 二极管上电压在导通的较小区域内变化 工作点平台 要点：输出高低电位，属于非线性大范围应用。 具体步骤：分别以两种输入电平出发来分析。 3.2.1 晶体管非门基础电路 对(a)：因vi=0→VB 0 →发射结反偏，集电结反偏。---管子截止， 输出高电位。 对(b) ：因vi=5V→VB VBE(on)管子导通（放大、饱和或击穿） ---电阻参数合理情况下，管子可以处于饱和，输出低电位。 当三极管工作于放大且小信号运用时，在静态工作点附近的小范围内，特性曲线近似用一段直线来代替，从而获得一线性化的电路模型，即小信号（或微变）电路模型（只能用于交流分析） ?t vBE 0 Q vBE iB 0 iC vCE 0 Q ?t iB IBQ iC ?t ICQ ?t vCE 0 VCEQ ib VCES 最常用的小信号模型是混合Π型小信号电路模型简化而成的。 rbb?基区体电阻，其值较小， rb?e三极管输入电阻，约千欧数量级。 rce三极管输出电阻，数值较大。常忽略（开路处理） rb?e rce rbb? b c e gmvb?e b? ib ic 或 rbe rce b c e βib ib ic 低频晶体管rbb 为200 ?300?，高频晶体管约几十欧姆 放大倍数β与跨导gm的关系: 返回 基区体电阻 发射结电阻与电容 集电结电阻与电容 反映三极管正向受控作用的电流源 由基区宽度调制效应引起的输出电阻 ib ic b c e rbb? rb?e cb?e cb?c rb?c b? gmvb?e rce 若忽略rb?c影响，整理即可得出混Π电路模型。 rb?e rce cb?c cb?e rbb? b c e gmvb?e b? ib ic 电路低频工作时，可忽略结电容影响，因此低频混Π电路模型简化为： rb?e rce rbb? b c e gmvb?e b? ib ic 返回 当高频应用、需计及管子极间电容影响时，应采用如下高频等效电路模型。 gmvgs rds g d s id vgs - vds + + - Cds Cgd Cgs gmvgs rds g d s ic vgs - vds + + - rbe rce b c e ib ic + - - + vbe vce βib FET管低频小信号电路模型(与三极管对照) ：只能用于交流分析 条件：管子处于饱和区，在小信号（变化范围小）作用下的近似 线性等效电路。 要点：当作用在电路中的信号有直流电源，有交流信号时， 若管子工作于受控区域（三极管工作于放大，场效应管 工作于饱和区）且小信号情况下，可将管子近似看做线 性器件，可利用叠加定理，将交流信号和直流电源分开 来进行分析。 具体步骤：（1）直流通路，工作点计算 （2）交流通路（小信号分析计算） 通路中的管子用直流模型等效。 通路中的管子用交流微变等效模型等效。 要点：直流电源作用下的计算问题。 具体步骤：（1）直流通路 3.3.1 工作点的建立及近似计算 （2）作图法或近似计算法的选择 双电源供电方案 输入回路直流负载线方程 VBE=E-IBRB 输出回路直流负载线方程 VCE=VCC-ICRC VBE IB 0 IC VCE 0 工程近似计算时：VBE≈VBE(on) E E/RB Q VCC VCC/RC Q VCEQ ICQ VBEQ IBQ 要点：直流电源作用下的计算问题。 具体步骤：（1）直流通路 3.3.1 工作点的建立及近似计算 （2）作图法或近似计算法的选择 双电源供电方案 输入回路直流负载线方程