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晶體管作為放大器(電路圖及工作原理)-晶體管同電子管相比-KIA MOS管

信息來(lái)源:本站 日期:2020-05-25 

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晶體管作為放大器(電路圖及工作原理)-晶體管同電子管相比

晶體管

晶體管(transistor)是一種固體半導(dǎo)體器件(包括二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、晶閘管等,有時(shí)特指雙極型器件),具有檢波、整流、放大、開關(guān)、穩(wěn)壓、信號(hào)調(diào)制等多種功能。晶體管作為一種可變電流開關(guān),能夠基于輸入電壓控制輸出電流。與普通機(jī)械開關(guān)(如Relay、switch)不同,晶體管利用電信號(hào)來(lái)控制自身的開合,所以開關(guān)速度可以非???,實(shí)驗(yàn)室中的切換速度可達(dá)100GHz以上。


晶體管是三端子半導(dǎo)體器件,端子是E(發(fā)射極),B(基極)和C(集電極)。該晶體管可以在三個(gè)不同的區(qū)域工作,例如有源區(qū)域,截止區(qū)域和飽和區(qū)域。晶體管在截止區(qū)域工作時(shí)關(guān)閉,而晶體管在飽和區(qū)域工作時(shí)打開。晶體管在有源區(qū)工作時(shí)充當(dāng)放大器。晶體管作為放大器的主要功能是在不改變太多的情況下增強(qiáng)輸入信號(hào)。本文在這里討論晶體管如何作為放大器工作。


晶體管作為放大器

放大器電路可以定義為用于放大信號(hào)的電路。放大器的輸入是電壓,否則是電流,其中輸出將是放大器的輸入信號(hào)。使用晶體管或其他晶體管的放大器電路被稱為晶體管放大器。晶體管放大器電路的應(yīng)用主要涉及音頻,無(wú)線電,光纖通信等。


所述晶體管結(jié)構(gòu)被分類為三種類型,如CB(共基極),CC(公共的集電極)和CE(共發(fā)射極)。但是常見(jiàn)的發(fā)射極配置經(jīng)常在音頻放大器等應(yīng)用中使用。因?yàn)樵贑B配置中,增益<1,而在CC配置中,增益幾乎等于1。


好的晶體管的參數(shù)主要包括不同的參數(shù),即高增益,高轉(zhuǎn)換率,高帶寬,高線性度,高效率,高i / p阻抗和高穩(wěn)定性等。


晶體管作為放大器電路

通過(guò)增強(qiáng)弱信號(hào)的強(qiáng)度,可以將晶體管用作放大器。借助下面的晶體管放大器電路,您可以了解晶體管電路如何作為放大器電路工作。

在下面的電路中,可以將輸入信號(hào)施加在發(fā)射極-基極結(jié)和輸出之間,并將其跨接在集電極電路中的Rc負(fù)載上。

晶體管,放大器

晶體管放大器電路設(shè)計(jì)圖


為了精確放大,請(qǐng)始終記住輸入端是正向偏置的,而輸出端是反向偏置的。因此,除了信號(hào)之外,我們還在輸入電路中施加直流電壓(VEE),如上述電路所示。通常,輸入電路的結(jié)果是低電阻。輸入端的信號(hào)電壓將發(fā)生一點(diǎn)變化,從而導(dǎo)致發(fā)射極電流內(nèi)的顯著變化。由于晶體管的作用,發(fā)射極電流的變化將在集電極電路內(nèi)引起相同的變化。


目前,通過(guò)Rc的集電極電流會(huì)在其兩端產(chǎn)生巨大的電壓。因此,在輸入電路處施加的弱信號(hào)將在輸出的集電極電路處以放大形式出現(xiàn)。在該方法中,晶體管用作放大器。


晶體管同電子管相比

同電子管相比,晶體管具有諸多優(yōu)越性:


1、構(gòu)件沒(méi)有消耗

無(wú)論多么優(yōu)良的電子管,都將因陰極原子的變化和慢性漏氣而逐漸劣化。由于技術(shù)上的原因,晶體管制作之初也存在同樣的問(wèn)題。隨著材料制作上的進(jìn)步以及多方面的改善,晶體管的壽命一般比電子管長(zhǎng)100到1000倍。


2、消耗電能極少

僅為電子管的十分之一或幾十分之一。它不像電子管那樣需要加熱燈絲以產(chǎn)生自由電子。一臺(tái)晶體管收音機(jī)只要幾節(jié)干電池就可以半年一年地聽下去,這對(duì)電子管收音機(jī)來(lái)說(shuō),是難以做到的。


3、不需預(yù)熱

一開機(jī)就工作。例如,晶體管收音機(jī)一開就響,晶體管電視機(jī)一開就很快出現(xiàn)畫面。電子管設(shè)備就做不到這一點(diǎn)。開機(jī)后,等一會(huì)兒才聽得到聲音,看得到畫面。顯然,在軍事、測(cè)量、記錄等方面,晶體管是非常有優(yōu)勢(shì)的。


4、結(jié)實(shí)可靠

比電子管可靠100倍,耐沖擊、耐振動(dòng),這都是電子管所無(wú)法比擬的。另外,晶體管的體積只有電子管的十分之一到百分之一,放熱很少,可用于設(shè)計(jì)小型、復(fù)雜、可靠的電路。晶體管的制造工藝雖然精密,但工序簡(jiǎn)便,有利于提高元器件的安裝密度。



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