理论教育 晶体管工作原理:静态与动态工作及电路中的电压、电流

晶体管工作原理:静态与动态工作及电路中的电压、电流

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:静态工作时,没有交流信号电压输入,由于Ec和基极偏置电阻Rb的作用,电路中的电压、电流有直流成分存在。动态工作情况下的各极电压、电流是在直流电量的基础上产生脉动变化。而且要求UbeQ的数值大于ui的峰值,从而得证叠加后的总电压为正值,并大于发射结死区电压,使晶体管发射结正偏导通,即Ube=UbeQ+ui。

晶体管工作原理:静态与动态工作及电路中的电压、电流

当放大电路中无输入信号时,电路中的电压、电流(直流)都不变,称为静态。当有输入信号时,电路中的电压和电流随输入信号相应变化,称为动态

静态工作时,没有交流信号电压输入,由于Ec和基极偏置电阻Rb的作用,电路中的电压、电流有直流成分存在。它们是:基极电流IbQ、基极电压UbeQ集电极电流IcQ和集电极电压UceQ。其波形如图2-3所示。

动态工作情况下的各极电压、电流是在直流电量的基础上产生脉动变化。它们的形式都是一个直流电量和一个交流电量的合成,即交流量叠加在直流量上。

当输入交流小信号ui时,经过耦合电容C1送到晶体管的基极和发射极之间,与基极电压UbeQ叠加,如图2-3a所示。而且要求UbeQ的数值大于ui的峰值,从而得证叠加后的总电压为正值,并大于发射结死区电压,使晶体管发射结正偏导通,即Ube=UbeQ+ui

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图2-3 各部分电流、电压波形

此时,ui电压的变化,引起基极电流在直流IbQ的基础上发生变化,即

Ib=IbQ+ib (2-1)

同时也将引起ic相应的变化,即

Ic=βIbQ+ib)=βIbQ+βib=IcQ+ic (2-2)

集电极电阻Rc上的电压为(www.daowen.com)

URc=IcRc=(IcQ+icRc=IcQRc+icRc

因为在输出电路中

Uce=Ec-URc=Ec-IcRc=Ec-(IcQ+icRc=Ec-IcQRc-icRc

Ec-IcRc=UceEc-IcQRc=UceQ

所以 Uce=UceQ-icRc (2-3)

可见,管压降Uce也由直流分量UceQ和交流分量-icRc组成。由于C2的隔直和耦合作用,输出电压只有交流成分,所以负载两端的电压即输出电压为

uo=Uce-UceQ=UceQ-icRc-UceQ=-icRc (2-4)

式中负号表示uouce)的相位与ic相反。

由式(2-4)可看出,只要Rc取值适当,就可使输出信号电压uo比输入信号电压ui大很多倍,从而实现电压放大。

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