小结

晶体管由两个PN结组成的三端有源器件,分PNP和NPN两种类型,根据材料不同有硅管和锗管之分。它的3个端子被称为发射极、基极和集电极。在使用时应注意晶体管的极限参数PCM、U(BR)CEO和ICM,以防止晶体管损坏。由于硅材料的热稳定性好,因而硅材料的晶体管得到广泛的应用。

表征晶体管性能的有输入特性和输出特性,从输出特性上可以看出,是通过改变基极电流的方法来控制集电极电流的变化,因而晶体管是一种电流控制器件,具有电流放大作用。

晶体管因偏置条件不同,有放大、截止和饱和3种工作状态。放大状态的偏置条件是发射结正偏、集电结反偏,并且要设置合适的静态工作点,放大体现了信号对能量的控制作用;截止状态的偏置条件是发射结零偏或反偏、集电结反偏;饱和状态的偏置条件是发射结正偏、集电结正偏。

晶体管放大电路有共发射极、共集电极和共基极3种组态。共发射极放大电路输出电压与输入电压反相,输入电阻和输出电阻适中,电压放大倍数较大,一般用于低频放大和多级放大电路的中间级,又称反相电压放大器。共集电极放大电路的输出电压与输入电压同相,电压放大倍数小于1而近似等于1,但输入电阻高,输出电阻低,多用于多级放大电路的输入级、输出级和中间缓冲级。共基极放大电路的输出电压与输入电压同相,输入电阻很小,输出电阻比较大,电压放大倍数也较大,适用于高频电路、宽频带电路和恒流源电路。

放大电路的分析方法主要有图解法和微变等效电路法。

图解法是在晶体管的输出特性曲线上,做出直流负载线,并确定静态工作点Q,再做出交流负载线,并画出相对应的输入信号和输出信号电压和电流的波形。利用图解法可以对放大电路的静态和动态性能进行分析。

微变等效电路法是在小信号工作条件下用晶体管的输入电阻和电流放大系数代替电路交流通路中的晶体管,并画出放大电路其余部分的交流通路,即放大电路的微变等效电路。然后,再用线性电路原理进行分析,计算出放大电路的动态性能指标。微变等效电路法只能用来分析放大电路的动态性能,不能用来分析静态工作点。

放大电路的主要性能指标有:放大倍数(衡量放大能力)、输入电阻(反映放大电路对信号源的影响程度)、输出电阻(反映放大电路的带负载能力)、上限和下限截止频率(反映放大电路对信号频率的适应能力)、最大不失真输出幅值(反映放大电路的最大输出能力)等。

多级放大电路各级之间的耦合方式主要有阻容耦合、变压器耦合、直接耦合3种,集成电路一般都采用直接耦合。

频率响应是放大电路的重要指标之一。放大电路的电压放大倍数在高频区下降的主要原因是晶体管极间电容和分布电容的影响,在低频区下降的主要原因是耦合电容和射极旁路电容的影响。其中,射极旁路电容对下限截止频率fL的影响是最主要的。电压放大倍数与频率的关系从一个侧面描述了放大器的频率特性,它分为幅频特性和相频特性。