网络教材—《模拟电子技术》－半导体三极管及放大电路基础Fre

1网络教材—《模拟电子技术》－半导体三极管及放大电路基础FrequentlyAskedQuestion（FAQ）1.既然BJT具有两个PN结，可否用两个二极管相联以构成一只BJT，试说明其理由。解：BJT要实现放大作用，首先满足其内部条件，即要求发射区杂质浓度要远大于基区杂质浓度，同时基区厚度要很薄；集电结的结面要大。仅用两个二极管相联构成的BJT不能满足上述三极管具有放大的内部条件，因此不能用两个二极管相联以构成一只BJT。2.要使BJT具有放大作用，发射结和集电结的偏置电压应如何联接？解：要使BJT具有放大作用，必须满足三极管放大的内部条件和外部条件。外部条件为发射结必须正偏，集电结必须反偏。3.BJT三极管为什么又称为双极型半导体三极管？解：通过对BJT工作时载流子的运动分析可知，它是由两种载流子即自由电子和空穴参与导电的半导体器件，所以称它为双极型半导体三极管，是一种CCCS器件。4.小结BJT三极管内部结构的特点。解：BJT能进行放大，必须满足其内部结构的特点：①发射区重掺杂；②集电区中等掺杂，集电结的结面积远大于发射结的结面积；③基区轻掺杂，基区做得很薄。5.晶体管的发射极和集电极是否可以调换使用，为什么？解：不可以！由于三极管的特殊构造，虽然发射区和集电区是同型半导体，但发射区掺杂浓度高而面积小，而集电区则掺杂浓度低而面积大。若调换使用将不能获得有效的电流放大作用（β1）。其次，由于三极管U(BR)ERO≤4V，若调换使用，当电源电压高于4.7V时，三极管便因击穿而损坏。6.α、β是两种电流放大系数，有人说，它们的值受控于外电路，外加电压大，其值就大，这种说法正确吗？解：这种说法不正确!α、β是两种电流放大系数主要取决于基区、集电区和发射区的杂质浓度以及器件的几何结构,与外电路没有关系，只不过用基极电流来控制集电极电流在外加电压的作用下才能体现出来。7.用万用表判别放大电路中处于正常工作状态的某个三极管的类型（指NPN或PNP）与三个电极时，下列方案中，哪个昀好？①各极间电阻；②各极电流；③各极对地电位。解：第③种方案昀好！测出三个电极对地的电位，根据三极管进行放大的外部条件推出三个电极和型号。8.已知甲三极管ICBO=200nA，β＝250，乙三极管ICBO=100nA，β＝60，请问使用哪一只为好？解：使用乙三极管昀好。因为乙管子的ICBO小，说明该管的热稳定性能好！29.图示电路中，当开关分别掷在1，2，3位置时，在哪个位置上IB昀大，在哪个位置上IB昀小？解：当开关分别掷在1时IB昀大，当开关分别掷在3时IB昀小。BJT的输出特性曲线上有三个区，指出它们的特点。解：①饱和区—iC受vCE显著控制的区域，该区域内vCE的数值较小，一般vCE＜0.7V(硅管)。此时发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。②截止区—iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时，发射结反偏，集电结反偏。③放大区—iC平行于vCE轴的区域，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏，电压大于0.7V左右(硅管)。11.用万用表测得电路中BJT三极管各电极的对地电位，判断这些BJT三极管分别处于哪种工作状态（饱和、截止、倒置或已损坏），其依据是什么？解：判断原则：①BJT三极管正常放大的外部条件：发射结零点几伏正偏，集电结几到几十伏反偏。②当C、E之间零偏置或反偏置，则BJT三极管截止。③若各极偏置电压正常，但电流不正常，则说明BJT三极管内部损坏。12.三极管中有两个PN结，二极管中有一个PN结，用两个二极管反向串联起来能作为三极管使用吗？若三极管的集电极或发射极引脚折断，能作为二极管使用吗？为什么？解：将两只二极管反向串联起来不能作三极管使用。因为两个反向串联的二极管不具备发射区掺杂浓度大，基区薄、集电结面积大的结构特点。若三极管的集电极或发射极引脚折断，其余两极能作为普通二极管使用。因为三极管中的两个PN结具有二极管的单向导电性，只不过在使用中要注意参数即可。13.测量三极管三个电极对地电位如图所示，试判断三极管的工作状态。3解：(a)工作在放大区；(b)工作在截止区；(c)工作在饱和区。14.电路如图所示，试判断各个器件的工作情况？解：图（a）PNP管：VCE=-6－3.5=-9.5→（正常）VBE=3.5-3.5=0，而外电路通过零点几伏射极电阻和基极电阻加了1V正偏压，正常情况下，此时VBE应为负的零点几伏，但本题VBE=0，则该管的发射结已击穿。图（b）PNP管：VCE=-18－(-12)=-6V；VBE=-12.3－(-12)=-0.3V。该管处于放大状态。图（c）NPN管:VCE=-3－(-8.5)=5.5V；VBE=-9.2－(-8.5)=-0.7V。该管处于截止状态。图（d）PNP管:VCE=5.3－6=-0.7V；VBE=5.3－6=-0.7V。VC=VB，即集电结的偏置为零，该管处于临界饱和状态。15.晶体管在输出特性的饱和区工作时，其电流放大系数和在放大区工作时是否一样大？解：饱和的条件是cscsBIII,β≥为饱和集电极电流，β为线性电流放大系数，可见饱和区工作时的电流放大系数小于线性放大区的电流放大系数。16.为什么BJT的输出特性在VCE1V以后是平坦的？解：因为当VCE1V以后，集电结的电场已足够强，能使发射区扩散到基区的电子绝大部分都到达集电区，故VCE再增加，Ic就增加不多了。故在BJT的输出特性在VCE1V以后是平坦的。17.为什么说，BJT是电流控制器件？4解：在BJT的输出特性曲线上，在线性区，流过BJT的集电极电流只与BJT的基极电流有关，而与加在BJT的CE之间的压降没有关系。换句话说，集电极电流受控于基极电流，所以BJT是电流控制器件。18.BJT的电流放大系数α，β是如何定义的？能否从共射极输出特性上求得β值，并算出α值？在整个输出特性上，β（α）值是否均一致？答：。，所以传输到基区电流传输到集电极电流，发射极传入电流传输到集电极电流βαβα+===11,；可以从共射极输出特性上求β值。在整个输出特性上β（α）值不是均一致的。仅在放大区内β（α）值是均一致。19.使用晶体管时，只要（1）集电极电流超过ICM值；（2）耗散功率超过PCM值；（3）值射极电压超过U（BR）CEO值，晶体管就必须损坏。上述几种说法是否都是对的？解：上述三种说法（2），（3）两种是对的，而（1）则不对。因为ICICM时首先是引起β下降到31以下而不起放大作用，管子并不一定损坏。只有当ICICM，使管脚的内部引线烧断时才会损坏。20.测得某一晶体管的IB=10μA，IC=1mA，能否确定它的电流放大系数？什么情况下可以，什么情况下不可以？解：按题意所谓电流放大系数应为线性放大区的β值，题中只给出了IB和IC值，没有给出测试时的UCE值，若UCE1V，则可认为测量工作点处于线性放大区，其电流放大系数应为100101013=×==−BcIIβ。若UCE≤1V，则处于饱和区，计算所得数值不代表线性放大区的电流放大系数，只是该工作点上的电流放大系数。21.谈谈你对BJT组成的放大电路，对“放大”的理解。解：放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，只是经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。所以放大作用的实质是放大器件的控制作用；放大器是一种能量控制部件。同时还要注意放大作用是针对变化量而言。22.放大器的应用相当广泛，有哪几种分类法，又分成哪些放大器？解：①按工作频率分，可分为：直流放大器、低频放大器、高频放大器和宽带放大器；②按放大器放大对象分，可分为：电压放大器、电流放大器、功率放大器；③按放大器工作状态分，可分为：甲类放大器、乙类放大器、甲乙类放大器。23.为什么说当β一定时通过增大IE来提高电压放大倍数是有限制的？试从IC和γbe两方面来说明。解：首先，IE增大则IC增大，昀后进入饱和区，Au下降；IC≥ICM，β下降到原5值31以下，也使Au下降。其次，IE增大，γbe减小，到昀后γbe≈γbb′≈300Ω不能再减小了，Au也不能增大。可见靠IE增大来提高电压放大倍数是有限制的。24.能否增大RC来提高放大电路的电压放大倍数？当RC过大时对放大电路的工作有何影响？设IB不变。解：在线性放大区适当增大RC可提高电压放大倍数Au，但Au还受负载电阻RL影响，RL一定时，RC增大对Au影响有限。其次当RC过大时，工作点进入饱和区，产生饱和失真，也达不到增大Au的目的。25.如何用一台欧姆表（模拟型）判别一只BJT的三个电极为e，b，c？解：用欧姆表分别测量处在正常工作下的BJT的三个电级对地地电位，根据三极管能进行放大的外部条件来判别。26.说说放大倍数的概念。解：电压放大倍数定义为：.i.o./=VVAv。如下图所示。27.在放大电路中，输入电阻是怎样定义的？有什么含义？解：输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数，Ri大，放大电路从信号源吸取的电流则小，反之则大。Ri的定义为.i.ii/=IVR，见下图所示。28.在放大电路中，输出电阻是怎样定义的？有什么含义？解：输出电阻是表明放大电路带负载的能力，Ro大，表明放大电路带负载的能力差，反之则强。Ro的定义为：.o.oo/=IVR∆∆。见下图所示：629.在放大电路中，通频带是怎样定义的？解：放大电路的增益A(f)是频率的函数。在低频段和高频段放大倍数通常都要下降。当A(f)下降到中频电压放大倍数A0的21时，即：A(fL)=A(fH)=O07.02AA≈，相应的频率fL称为下限频率，fH称为上限频率，如图所示：30.关于直流负载线和交流负载线，下列说法中哪个正确？哪个不正确？①不相交；②相交于同一点，但不是静态工作点；③相交于同一点即为静态工作点。解：第③种说法是正确的！直流负载线和交流负载线同交于一点，这一点是静态工作点。31.在基本的共射极放大电路中，为什么要有两个直流电源（VCC，VBB），二者缺一不可，除非将两电源合为一，为什么？解：VBB提供一个合适的基极电流IB，并通过Rb接基极，以保证发射结正偏，VCC提供电源，以保证集电结反偏，目的是使三极管工作在线性区，并将VCC的能量转化为所需要的形式供给负载。32.在下图中，如果调节RB使基极电位升高，试问此时IC、VCE及集电极电位VC将如何变化？7解：基极电位VB升高时，基极电流IB增大，使IC增大，VCE下降，集电极电位VC=VCE也随之下降。33.γbe，γce,γi，γ0是交流电阻，还是直流电阻？它们各是什么电阻？在γ0中包括不包括负载电阻RL？解：γbe，γce，γi，γ0都是交流电阻。γbe是晶体三极管的输入电阻；γi是放大电路的输入电阻；γce是晶体三极管的输出电阻；γ0是放大电路的输出电阻，它不包括负载电阻RL。34.通常希望放大电路的输入电阻高一些好，不定期是低一些好？对输出电阻呢？放大电路的带负载能力是指什么？解：输入电阻高一些好，可使信号源内阻损失降低，信号得到有效放大。而输出电阻则低一些好，可使信号有效输出。带负载能力是指供给负载的电流和功率大小，输出电阻愈小，则带负载能力愈强。35.判断一个电路是否具有放大能力有哪些原则？解：其原则有4个：①必须满足BJT三极管放大的外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置；②外加输入信号不能被短接，必须加在发射结上；③输出信号能从输出端取出（一般指电压量）；④没有外加信号时，一定要有合适的静态工作点。在4个原则中，只要有一个不满足，就不能对交流信号进行放大。36.指出下列两图对交流信号有无放大？解：电路(a)和(b)对输入信号都没有放大的能力。37.发现输出波形失真，是否说明静态工作点一定不合适？解：不一定，若工作点合适而信号幅度过大，也会产成波形失真。838.在放大电路中，静态工作点不稳定对放大电路的工作有何影响？解：静态工作点不稳定将引起波形失真，如工作点升高则产生饱和失真，工作点下移将产