三極管在模電中是必學的一個知識,他帶領(lǐng)我們走進了模電的世界,但在什么條件使用,怎么使用你真的知道么?三極管可以看做是兩個二極管結(jié)合形成,廠商根據(jù)不同的摻雜方式在同一個硅片上制造出三個摻雜區(qū)域,并形成兩個PN結(jié),由此就構(gòu)成了一個晶體管。
在使用三極管時你要注意的是:
旁路電容對電壓增益的影響
由于這個旁路電容的存在,在不同頻率環(huán)境中會有不同的情況發(fā)生:
a、當輸入信號頻率足夠高時,XC將接近于零,即射極對地短路,此時共射的電壓增益會減小:
b、當輸入信號頻率比較低時,XC將遠大于零,即相當于開路,此時共射的電壓增益會增加由此可以看出,在使用三極管設(shè)計電路時需要掂量旁路電容對電壓增益帶來的影響。
三極管內(nèi)部的結(jié)電容的影響
由于半導(dǎo)體制造工藝的原因,三極管內(nèi)部不可避免地會有一定容值的結(jié)電容存在,當輸入信號頻率達到一定程度時,它們會使得三極管的放大作用“大打折扣”,更糟糕的是,它還會因此引起額外的相位差。
由于Cbe的存在,輸入信號源的內(nèi)阻RS和XCbe形成了一個鮮為人知的分壓器,也可以看成是一個LPF,當輸入信號的頻率過高時,三極管基極的電位就會有所下降,此時電壓增益就隨之減小。
由于Cbc的存在,當輸入信號的頻率過高時,Vout的一部分會經(jīng)過Cbc反饋到基極,又因為此反饋信號和輸入信號有180°的相位差,這樣也會降低基極的電位,電壓增益也由此下降。
三極管的截止頻率
在電路中使用CL是集電極到發(fā)射極、集電極到基極之間的結(jié)電容以及負載電容的等效電容。當輸入信號的頻率達到時,三極管的增益開始迅速下降。為了很好地解決這個問題,就得花心思把CL盡量減小,由此,fH就可以更高一些。首先我們可以在設(shè)計電路時特意選擇那種極間電容值較小的三極管,也就是通常所說的RF晶體管;我們也可以減小RL的取值,但是這樣的話得付出代價:電壓增益將下降。
三極管的開關(guān)速度一般不盡人意
器件內(nèi)部結(jié)電容的存在極大地限制了三極管的開關(guān)速度,但是我們還是可以想出一些辦法有效地改善一下它的不足,當輸入信號頻率很高時,即dV/dt很大,則ZC很小,結(jié)果非常大,以致三極管可以迅速地飽和或者截止,這自然也就提高了三極管的開關(guān)速度。
射極跟隨器的原理
射極跟隨器的一個最大好處就是它的輸入阻抗很高,因而帶負載能力也就加強了。但是在運用過程中還是得明白它的原理才行,否則可能會造成意外的“問題源”。連接在發(fā)射極的負載阻抗在基極看起來就像一個非常大的阻抗值,負載也就容易被信號源所驅(qū)動了。
以上所說的幾個點只能當是“管中窺豹”了,因為三極管的使用注意事項實在太多,要好好把握三極管這個器件也并非易事,只有在實踐中有意識地不斷去體會、不斷去總結(jié)的話,三極管也將會為我們所熟用的。
審核編輯 黃昊宇
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