低频电子电路_半导体受控器件的分析(-.).pptVIP

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 分析非线性受控器件电路的基本思想和方法 3.2.2 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 3.3 直流工作点分析 图解法(了解） 3.3.2 工作点的稳定性 实际典型电路 单电源供电方案 图解法 图解法续 例 已知ICQ=1mA, ?=100 , vi =20sin?t(mV), 试画出图示电路的交流通路及交流等效电路, 并计算vo。 * * 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。 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，管子近似看做线性器件，利用叠加定理，分别分析电路中的交、直流成分。 基本思想 vi + - iB VBB iC VCC Rb RC + - + - RL C1 C2 5k? 具 体 步 骤 1.直流分析 (只VCC 、 VBB作用，令vi = 0得直流通路)分析计算工作点。 估算时直流通路中的管子用直流模型等效 VBE(on) E C B E IC IB IB ? + - f(VGS) g d s ID VGS - VDS + + - 2.交流分析 (只vi作用，令VCC =VBB = 0得交流通路)：小信号分析计算。 微变等效电路法分析时通路中的管子(三极管、场效应管）用交流微变等效模型等效。 rbe rce b c e ib ic + - - + vbe vce βib gmvgs rds g d s id vgs - vds + + - 图解法和工程估算法 图解法和微变等效电路法 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 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。 饱和时，输入电阻极大 gmvgs rds g d s ic vgs - vds + + - rbe rce b c e ib ic + - - + vbe vce βib 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