-
7.1
半导体器件基础
GS0101
由理论分析可知，二极
管的伏安特性可近似用下面的数学表达式来表示：
i
D
?
I
R
(
sat
)
(
e
u
D
V
T
?
1
)
式中，
i
D
为流过二极管的电流，
u
D
。为加在二极管两端的电压，
V<
/p>
T
称为温度的电压当量，与热力学温度成
正比，表示为
V
T
= kT/q
其中
T
为热力学温度，单位是
K
；
q
是电子的电荷量，<
/p>
q=1.602
×
10
< br>-19
C
；
k
< br>为玻耳兹曼
常数，
k =
1.381
×
10
-23
J
／
K
。室温下，可求得
V
T
= 26mV
< br>。
I
R(sat)
是二极管的反
向饱和电流。
GS0102
直流等效电阻
R
D
直流电阻定义为加在二极管两端的直流电压
U
< br>D
与流过二极管的直流电流
I
D
之比，即
R
D
?
U
D
I
D
R
D
的大小与二极管的工作点有关。通常用
万用表测出来的二极管电阻即直流电阻。不过应注意的是，使用
不同的欧姆档测出来的直
流等效电阻不同。其原因是二极管工作点的位置不同。一般二极管的正向直流电阻在
几十
欧姆到几千欧姆之间，反向直流电阻在几十千欧姆到几百千欧姆之间。正反向直流电阻差距越大，二极管
的单向导电性能越好。
GS0103
交流等效电阻
r
d
r
d
?
(
du
D
)
Q
di
D
r
d
亦随工作点而变化，是非线性电阻。通常，二极管的交流正向电阻在
几～几十欧姆之间。
需要指
出的是，由于制造工艺的限制，即使是同类型号的二极管，其参数的分散性很大。通常半导体手册
上给出的参数都是在一定测试条件下测出的，使用时应注意条件。
GS0104
I
< br>Zmin
＜
Iz
＜
I
Zmax
其中稳
定电流
I
Z
是指稳压管正常工作时的参
考电流。
I
Z
通常在最小稳定电流
I
Zmin
与最
大稳定电流
I
Zmax
之间。
其中
I
Zmin
是指稳压管开始起稳压作用时的最小电流，电流低于此值时，稳压效果差；
< br>I
Zmax
是指稳压管稳定工作
时的最大允许电流，
超过此电流时，
只要超过额定功耗，
稳压管将发生永久性击穿。
故一般要求
I
Zmin
＜
Iz
＜
I
Zmax
。
I
C
=
I
NC
+
I
CBO
≈
I
NC
I
B
=
I
PB
+
I
PE
-
I
CBO
≈
I
PB
-
I
CBO
I
E
＝
I
NE
＋
I
PE
≈
I
NE
I
NE
＝
I
NC
＋
I
PB
I
E
＝
I
C
＋
I
B
?
?
?
?
I
NC
I
C
?
I
CBO
?
I
PB
I
B
?
I
CBO
I
C
I
B
< br>I
C
?
?
I
B
?
(
1
?
?
)
I
CBO
电子技术基础知识点
I
C
?
?
I
< br>B
?
I
CEO
< br>
I
E
?
(
1
?
?
)
I
B
?
I
CEO
?
?
I
NC
I
E
?
?
I
C
?
I
CBO
I
C
I
?
E
I
E
I
C
?
?
I
E
?
I
CB
O
I<
/p>
B
?
(
1
?
?
)
I
E
?
I
CBO
?
?
I
NC
I
< br>NC
I
NC
I
< br>NC
?
I
?
1
?
?
)
I
?
(
1
?<
/p>
?
)
I
?
?
E
(
B
?
I
CEO
B
(
1
?
?
)
I
PB
1
?
?
I
B
?
f
(
U
BE
)
|
U
CE
?
C
(C
表示常数
)
I
C
?
f
(
U
CE
)
|
I
B
?
C
(C
表示常数
)
?
?
I
C
I
B
?
?<
/p>
?
I
C
?
I
|
U
CE
B
?
?
?
I
C
?
< br>I
|
U
CB
E
I
CEO
?
(
1
?
?
)
I
CB
O
P
CM
＝
I
C
U
CE
I
D
?
I
DSS
(
1
?
U
GS
2
V
)
，
I
DSS
是
U
GS
＝
0
时的漏极饱和电流，
V
P
称为夹断电压。
P
2
基本放大电路
I
C
?
U
BE
E
C
B
?
E
R
?
I
C
?
?
I
B
?
I
C
E
O
?
?
I
< br>B
U
CE
?
E
C
?
I
C
R<
/p>
C
静态工作点求解公式。
b
R
b
A
< br>U
O
u
?
U
A
?
I
o
A
P
U
o
I
o
?
A
U
i
p
?
< br>o
?
u
A
i
A
u
(
dB
)
?<
/p>
20
lg
O
?<
/p>
i
I
i
P
20
lg
A
u
(
dB
)
i
U
i
I
i
U
i
A
< br>i
(
dB
)
?
20
lg
I
o
I
?
20
lg
A
(
dB
)
A
P
i
p
(
dB<
/p>
)
?
10
lg<
/p>
o
?
10
lg<
/p>
A
p
(
dB
)
i
P
i
r
U
i
?
U
i
I
< br>
r
o
o
?
u
ce
?
?<
/p>
i
c
R
?
L
(
R
'
L
?
R
c
R
L
)
i
I
o
为了避免瞬时工作点进入截止区而引起截止失真，则应使：
I
c
?
I
CM
?
I
CEO
为
了避免瞬时工作点进入饱和区而引起饱和失真，则应使：
U
CE
?
U
O
M
?
U
CES
r
(
mV
)
be
?
r
bb
'
?
(
1
?
?
)
26
I
E
< br>(
mA
)
-
71 -
式中
r
bb
'
表示晶体管基区的体电阻，对于一般的小功率管约为
300
Ω
左右
(
计算时，若未给出，可取为
300
Ω
)
，
I
E
为通过管于发射极的静态电流，单位是
mA
。在
I
E
≤
5mA
范围内，式
GS0220
计算结果与实际测量值基
本一致。
< br>U
B
?
R
b
2
E
C
分
压式直流电流负反馈放大电路，分压点电压
U
B
计算公式。
R
b
1
?
R
b
2
R
b
2
?
U
B
/
I
R
R<
/p>
b
1
?
(
E
C
?
U
B
)
I
R
R
e
?
U
E
I
E
?
U
B
I<
/p>
E
偏置电路元件参数的计算。
U
GS
?
U
G
?
U
S
?
?
I
D
R
< br>S
U
D
S
?
U
D
?
U
S
?
E
D
?
I
D
(
R
S
?
R
D
)
< br>
估算结型场效应管自给偏压电路的静态工作点计算公式
I
D
?
I
DSS
(
1
?
U
GS
2
)
，
(
(
V
P
?
U
G
S
?
0
)
结型场效应管的转移特性。式中
I
DSS
< br>为饱和漏电流，
V
P
为夹断电<
/p>
V
P
压。联立求解
GS0231
～
GS0233
各式，
便可求得静态工作点
Q(I
D
，
U
GS
，
U
DS
)
。
U
GS
?
R
2
V
DD
?
I
D
R
s
结型场效应管分压式偏置电路，栅源回路直流负载线方程。
R
1
?
R
2
A
u
?
U
o
U
o
1
U
o
2
U
o
?
?
?
< br>?
?
?
A
u
1
A
u
2
?
?
?
A
un
式中
A
u1<
/p>
、
A
u2
、…、
A
un
为各级的电压放大倍数。
U
i
U
i
U
o
1
U
o
< br>(
n
?
1
)
A
u
(
d
B
)
?
A
u<
/p>
1
(
dB
)
?
A
u
2
(
dB
)
?
?
?
A
un
(
dB
)
多级放大电路电压放大倍数的分贝值等于各级之和。
?
U
U
?
A
u
(
j
< br>?
)
?
O
?
O
e
j
?
?
A
u
(
?
)
e
j
?
(
?
)
放大电路的频率特性或频率响应。其中
Au
(
ω
)
称为幅频特性，反映
?
U
U
i
i
?
(
j
?<
/p>
)
大小与频率的关系。
φ
(
ω
)
为相频特性，反映输出
信号与输入信号的相位差与频率之间的关系。
A
u
'
?
U
< br>?
R
L
O
?
A
u
?
?
?
?
180
?
中频段单级放大电路的电压放大倍数。
?
r
U
i
b
e
20
lg
A
uL
A
1
?
2
0
lg
uH
?
20
lg
?
?
3
dB
A
uL
、
A
uH
和
A
uo
分别是低、高和中频段的电压放大倍数。
A
uo
A
uo
2
B
?
f
H
?
f
L
式中
：
B
放大电路的通频带，下限频率
f<
/p>
L
和上限频率
f
H
。
f
H<
/p>
?
f
H
1
2
1
n
?
1
f
L
?
f
L
1
2
?
1
1
n
f
H
、<
/p>
f
L
是多级放大电路上、下限频率，
f
H1
、
f
L1
是单级上、下限频率
7.3
负反馈放大电路
?
< br>?
X
X
f
O
?
?
基本放大电路的传输系数，也
称为反馈系数。
A
?
'
基本放大电路的放大倍数
F
?
?
?
X
X
< br>i
O
?
?
X
A
O
?
反
馈放大电路的闭环放大倍数
A
f
?
?
?
?
?
X
i
1
?
A
F
A
< br>f
?
A
?
均可用实数表示。
?
、
A
当工作信号在中频范围，且反馈网络具有纯电阻性质
F
1
?
FA
A
f
?
1
当
|1
＋
FA|
>>1
时
F
U
f
A
u<
/p>
F
?
F
u
?
电压串联负反馈，
A
uf
、
F
u
称为闭环电压放大倍数和电压反
馈系数。
A
f
?
A
uf
?
1
?
F
u
A<
/p>
u
U
O
电子技术
基础知识点
I
f
I
O
A
i
F
?
F
i
?
电流并联负反馈，
A
if
、
F
i
称为闭环电流放大倍数和电流反馈系数。
A
f
?
A
if
?
?
I
i
1
?
F
i
A
i
I
O
A
f
?
A
gf
?
dA
f
A
f
?
U
f
A
g
I
< br>O
电流串联负反馈，
A
gf
、
F
r
称为闭环互
导放大倍数和互阻反馈系数。
F
?<
/p>
F
r
?
?
I
O
U
i
1
?
F
r
A
g
1
dA
< br>
该式表明，闭环放大倍数
的稳定性比开环放大倍数的稳定性提高了
(1
＋
FA)
倍。
?
1
?
FA
A
f
H
f
?
(
1
?
FA
)
f
H
f
Lf
?
f
L<
/p>
(
1
?
FA
)
B
f
?
f
H
f
?
(
1
< br>?
FA
)
f
H
?
(
1
?
FA
)
B
B
：未引入负反馈放大电路的通频带，
B
f
：引入负反馈放大电路的通频带。
U
i
U
i
'
开环输入电阻
r
i
(
即基本放大电路的输入电阻
)
计算公式。
r
i
?
|
X
?
0
?
I
i
f
I
i
'
U
i
U
< br>i
?
U
f
闭环输入电阻
r
if
计算公式。
r
if
?
?
I
i
I
i
U
i
'
r
if
?
(
< br>1
?
FA
)
?
(
1
?
FA
)
r
i
表明，串联负反馈使闭环输入电阻增加到开环输入电阻的
(1<
/p>
＋
FA)
倍。
I
i
r
i
?
U
i
U
|
X
f
?
0
?
'
i
< br>
并联负反馈电路的开环输入电阻计算公式。
I
i
I
i
r
if
?
r
if
?
r
if
?
r
O
?
U
i
U
i
并联负反馈电路的闭环输入电阻计算公式。
?
'
I
i
I
f
?
I
i
1
r
i
电压并联负反馈输入电阻计算公式。
1
?
F
g
A<
/p>
r
1
r
i
电流并联负反馈输入电阻计算公式。
1
?
F
i
A
i
V
O
1
1
。
|
< br>R
L
?
?
,
X
i
?
0
?
r
O
表明，电压负反馈使放大电路的闭环输出电阻减小到开环的
<
/p>
I
O
1
?
A
O
F
1
?
A
O
F
V
O
|
R
?
?
,
X
i
?
0
?
(<
/p>
1
?
A
S
F
)
r
O
引入电流负反馈后，电路的闭环输出电阻增加到开环输出电阻的
(1
＋
AsF)
I
O
L
r
Of
?
倍。对于电流串联负反馈有
r
O
f
?
(
< br>1
?
A
gS
F
r
)
r
O
；对于电流并联负反馈则为
r
O
f
?
(
1
?
A
iS
F
i
)
r
O
。
7.4
功率放大电路
7.5
直接耦合放大电路
GS0501
温度变
化产生的零点漂移，称为
温漂
。它是衡量放大电路对温度稳定程
度的一个指标，定义
为：
?
U
ip
?
?
U
op
A
u
?
T
O
< br>(
C
)
?
即温度每升高
1
℃时，输出端的漂
移电压△
U
OP
折合到输入端的等效输
入电压△
U
iP
。式中
A
u
为放大电路总
的电压放大倍数，△
To(
℃
< br>)
为温度变化量。
- 73
-
-
-
-
-
-
-
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