三管放大电路:
基本结构
基本放大电路是放大电路中基本的结构,是构成复杂放大电路的基本单元。它利用双型半导体三管输入电流控制输出电流的特性,或场效应半导体三管输入电压控制输出电流的特性,实现信号的放大。本章基本放大电路的知识是进一步学习电子技术的重要基础。
基本放大电路一般是指由一个三管或场效应管组成的放大电路。从电路的角度来看,可以将基本放大电路看成一个双端口网络。放大的作用体现在如下方面:
1.放大电路主要利用三管或场效应管的控制作用放大微弱信号,输出信号在电压或电流的幅度上得到了放大,输出信号的能量得到了加强。
2.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的,只是经过三管的控制,使之转换成信号能量,提供给负载。
电路组成
共射组态基本放大电路是输入信号加在基和**之间,耦合电容器C1和Ce视为对交流信号短路。输出信号从集电对地取出,经耦合电容器C2隔除直流量,仅将交流信号加到负载电阻RL之上。放大电路的共射组态实际上是指放大电路中的三管是共射组态。
在输入信号为零时,直流电源通过各偏置电阻为三管提供直流的基电流和直流集电电流,并在三管的三个间形成一定的直流电压。由于耦合电容的隔直流作用,直流电压无法到达放大电路的输入端和输出端。
当输入交流信号通过耦合电容C1和Ce加在三管的**结上时,**结上的电压变成交、直流的叠加。放大电路中信号的情况比较复杂,各信号的符号规定如下:由于三管的电流放大作用,ic要比ib大几十倍,一般来说,只要电路参数设置合适,输出电压可以比输入电压高许多倍。uCE中的交流量 有一部分经过耦合电容到达负载电阻,形成输出电压。完成电路的放大作用。
由此可见,放大电路中三管集电的直流信号不随输入信号而改变,而交流信号随输入信号发生变化。在放大过程中,集电交流信号是叠加在直流信号上的,经过耦合电容,从输出端提取的只是交流信号。因此,在分析放大电路时,可以采用将交、直流信号分开的办法,可以分成直流通路和交流通路来分析。
组成原则
1.保证放大电路的**器件三管工作在放大状态,即有合适的偏置。也就是说**结正偏,集电结反偏。
2.输入回路的设置应当使输入信号耦合到三管的输入电,形成变化的基电流,从而产生三管的电流控制关系,变成集电电流的变化。
3.输出回路的设置应该保证将三管放大以后的电流信号转变成负载需要的电量形式(输出电压或输出电流)。
三管,全称应为半导体三管,也称双型晶体管、晶体三管,是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号,也用作无触点开关。
三管是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的**元件。三管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是**区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种。
三管 (也称晶体管)在中文含义里面只是对三个引脚的放大器件的统称,我们常说的三管,可能是 如图所示的几种器件。
可以看到,虽然都叫三管,其实在英文里面的说法是千差万别的,三管这个词汇其实也是中文特有的一个象形意义上的的词汇。
“Triode”(电子三管)这个是英汉词典里面 “三管” 的英文翻译,与电子三管初次出现有关,是真正意义上的三管这个词初所指的物品。其余的在中文里称作三管的器件,实际翻译时不可以翻译成Triode。
电子三管 Triode (俗称电子管的一种)
双型晶体管 BJT (Bipolar Junction Transistor)
J型场效应管 Junction gate FET(Field Effect Transistor)
金属氧化物半导体场效应晶体管 MOS FET ( Metal Oxide Semi-Conductor Field Effect Transistor)英文全称
V型槽场效应管 VMOS (Vertical Metal Oxide Semiconductor )
注:这三者看上去都是场效应管,其实金属氧化物半导体场效应晶体管 、V型槽沟道场效应管 是 单(Unipolar)结构的,是和 双(Bipolar)是对应的,所以也可以统称为单晶体管(Unipolar Junction Transistor)。
其中J型场效应管是非绝缘型场效应管,MOS FET 和VMOS都是绝缘型的场效应管。
VMOS是在 MOS的基础上改进的一种大电流,高放大倍数(跨道)新型功率晶体管,区别就是使用了V型槽,使MOS管的放大系数和工作电流大幅提升,但是同时也大幅增加了MOS的输入电容,是MOS管的一种大功率改进型产品,但是结构上已经与传统的MOS发生了巨大的差异。VMOS只有增强型的而没有MOS所特有的耗尽型的MOS管。
电子制作中常用的三管有90×&TImes;系列,包括低频小功率硅管9013(NPN)、9012(PNP),低噪声管9014(NPN),高频小功率管9018(NPN)等。它们的型号一般都标在塑壳上,而样子都一样,都是TO-92标准封装。在老式的电子产品中还能见到3DG6(低频小功率硅管)、3AX31(低频小功率锗管)等,它们的型号也都印在金属的外壳上。我国生产的晶体管有一套命名规则,电子工程技术人员和电子爱好者应该了解三管符号的含义。符号的部分“3”表示三管。符号的*二部分表示器件的材料和结构:A——PNP型锗材料;B——NPN型锗材料;C——PNP型硅材料;D——NPN型硅材料。符号的*三部分表示功能:U——光电管;K——开关管;X——低频小功率管;G——高频小功率管;D——低频大功率管;A——高频大功率管。另外,3DJ型为场效应管,BT打头的表示半导体特殊元件。
三管,全称应为半导体三管,也称双型晶体管、晶体三管,是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号,也用作无触点开关。
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