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新概念模拟电路一晶体管模拟电子技术的学习方法模拟电子技术，属于专业基础课。它已经开始带领大家学会解决实际问题，因此，在学习方法上，它与此前的基础课有所不同。1)它不再以作业为主，而以解决实际电路问题为主。2)学习过程中，不再严格遵循“公理—定理—推论”的流程。有很多场合，告知你们的结论，可能是来自实验科学，给出的公式，可能是一个近似公式。请善待它们，合理应用它们。3)不要忽视理论的作用。很多人接受了第2条，就开始矫枉过正。在学习和工作中，他们更强调经验的作用，而忽视了其中蕴藏着的理论规律。请大家注意，没有理论支持的经验，只能是个别情况个别对待，经验再多，也只是完成了加法。而经过理论升华的经验，就可以完成乘法。因此，我建议大家遵循以下规则，学好这门课。第一条：熟练掌握仿真软件。Multisim,TINA,PSPICE等均可。在自己的电脑上安装好这些软件。第二条：对上课讲啪的关键电路进行“理论估算一仿真验证一对比分析”。所谓的对比分析，是指当理论估算与仿真验证存在区别时，最好能够通过更细致的探测、细致的推算，找到它们不同的根本原因。每构建一个仿真电路，就在仿真工作台上写下自己的分析过程和结论，并记录仿真结论，写下对比分析。第三条：注重实验。学习模电的过程无非就是理论分析、仿真验证、实验实证三部分。请珍惜实验过程，珍惜发现实验与仿真、理论分析的区别，抓住一个机会，就深入琢磨，直到你清晰的认识到，实验结论是合理的。第四条：预习，一定要预习，课前就读懂书上的每一个字。第五条：每章结束，以书本上的习题、往届的考题为例，评估自己学习的程度。严格说，只要按照前四条做好，你会发现，这些作业、考题就显得极为简单。我们不希望大家只会考试，也不希望大家只会实验不会考试。新概念模拟电路一晶体管1晶体管基础1947年肖克利发明的晶体管，属于双极型晶体管Bipolar Junction Transistor)。此外，晶体管还有另外一个分支，叫场效应管(Field effect Transistor-FET可，由结型场效应管(Junction Field Effect Transistor-JFET,1952年诞生)和应用更为广泛的金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-.Semiconductor Field Effect Transistor-.MOSFET,1960年诞生)组成。它们各有特点，应用于不同的场合，且到目前为止，长期共存。本章讲述晶体管的工作原理和常见应用场合，以及常见的分析方法。11.双极性晶体管的工作原理及放大电路Section1.电压信号如何放大一一晶体管的引入要将一个幅度只有10mV的正弦波输入电压信号，放大成幅度为100mV的正弦波输出电压信号，如何实现呢？理论上，电路课中学过的受控源，可以实现这个目标。压一压受控源VCVS和流一压(CCVS受控源电压控制电压源，是实现此目标最为直接的方法，如图Section1-1所示，只要受控源的控制倍率为10倍即可。VCVS1 10CCVS1 1+图Section1?-2 CCVS实现电压信号放大现实中有这样的电压控制电压源吗？我们现在知道的，只有变压器。但是变压器做信号放大存在问题，它只能放大高频信号，对低频或者直流电压它是无能为力的。因此我们得另想办法。电流控制电压源如图Section1-2所示。理论上它也能完成此任务。但是，现实中不存在这样的器件，至今也没有发现。电流控制电流源实现电压信号放大如图Section1-3所示。输入电压信号w通过电阻RN,演变成输入电流iN,受控电流源的电流为ioT,经过电阻RLOAD,演变成输出电压：CCCS1 100VCCS1 1新概念模拟电路一晶体管RIN其中的k,是电流源控制系数。对于图Section1-4所示的压控电流源，也可以很方便实现电压信号的放大，不赘述。问题是，现实中存在这样的受控电流源吗？非常幸运的是，1947年，美国人肖克利、巴丁、布莱顿发明的双极型晶体管(Bipolar Junction Transistor:BJT。他们三人因此获得1956年诺贝尔物理学奖)，就是一个与此非常类似的流控电流源，它的符号如图Section1-T1 !NPNCCCS1 100图Sectionl-5双极型晶体管及其简化模型5左，有三个管脚，称为三个极，基极b,集电极c,发射极e,它可以用右侧的简化模型近似表示。它与标准CCCS(电流控制电流源)很像，但有以下区别：1)它的b、e之间，是单向导通的，即只有b端电位高于e端电位时，才会有明显的存在，这可以用一个二极管近似表示。2)且这个电流大小与b、e两端电位差并不是线性关系。3)受控电流源仅在c端电位高于e端电位时，呈现出如下关系：不要苛求什么完全一致了，这已经非常棒了。晶体管，被誉为20世纪最伟大的发明是毫无争议的。在模拟信号领域，它可以被用来做信号放大、功率放大、制作成集成运算放大器；在数字信号领域，它可以构成最基本的数字门电路、开关电路，以及由数字门衍生出的大规模数字集成电路、微处理器等。可以说，当今世界电子领域几乎全部的电路，都离不开晶体管。顺便说一句，与另一种受控源对应的是VCCS(电压控制电流源)，也有实际器件诞生这发生在1952年，一种叫结型场效应管的器件(unction Field Effect Transistor:JFE可，以及1960年，一种叫金属氧化物半导体场效应管的器件Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor:MOSFET。它们也是晶体管，合称为场效应管FE可，是BJT的兄弟。历史发展证明，弟弟超越了哥哥，成了应用更为广泛的。初识双极型晶体管双极型晶体管分为NPN管和PNP管。所谓的N,是英文Negative（负)的意思，指N型半导体：在4价的硅材料中掺杂少量5价元素如砷、磷等，形成N型掺杂半导体。所谓的P,是英文Positive(正)的意思，指P型半导体：在4价的硅材料中掺杂少量的3价元素如硼等，形成P型掺杂半导体。新概念模似电路一晶体管NPN型晶体管，是指组成该晶体管的结构是两个N型半导体的中间是P型半导体，如图Section1-6所示。PNP型晶体管，是指组成该晶体管的结构是两个P型半导体夹着一个N型半导体，如图Section1-.6所示。如果NPN是肉夹馍，那么PNP就是馍夹肉。每个双极型晶体管都有3个管脚，分别叫基极6)、集电极(c和发射极[。它们的电路符号如图Sectior1-6所示。其中(a和(c图用于解释管脚，在实际电路中一般都简化成b)和(d图。基极最好辨认。另外两个极中，带箭头的是发射极，不带箭头的是集电极。对NPN管，直观看b、e组成了一个PN结，称为发射结，而b、c组成了另一个PNcollectorcollectorbasebase基极基极1发射极发射极emittemitter(a)NPN管(b)NPN管在电路中(C)PNP管(d)PNP管在电路中结，称为集电结。但是，晶体管完全不是两个简单PN结的集合，其内部载流子运动非常复杂，本书不阐述。可以看出，晶体管中箭头方向代表了管子的类型：箭头向外的，是NPN型，箭头朝里的，是PNP型。因此，一个箭头起到了两个作用：第一，标注了哪个管脚是发射极，第二，指明该晶体管是NPN还是PNP晶体管的厂家、型号、数据手册任何一个晶体管，都有它的生产厂家和型号。同时，生产厂家会为这个晶体管发布一份数据手册，英文称为data sheet。数据手册的作用是让用户更加清晰的了解该产品的具体性能，包括指标、测试条件等，有些厂家还提供一些常用电路供参考。某个晶体管是否适合于你设计的电路，取决于数据手册的指标。因此，学会找到数据手册、读懂数据手册，是学好电子技术的关键。而要找到数据手册，一种方法是从网络上直接搜索，第二种方法是找到专业的数据手册提供方，有些网站专门整理汇总数据手册，你可以在那里轻松下载到需要的数据手册。第三种方法就是找到生产商的官方网站，从官网下载最新的数据手册，甚至还有应用笔记、用户指南等。这种方法是最为靠谱的方法，虽然可能会更麻烦一些。图Section1-6a是几种常见晶体管的外形、结构图，均为各自的数据手册截图。其中，左上角的2N2222A是一种晶体管的型号，来自于ON Semiconductor(中文译为安森美)公司。一般情况下，各个厂家对自己产品的型号命名是有别于其它厂家的，但是也不排除几个厂家使用相同的型号。比如2N2222,就有多个厂家生产。图中还有这个晶体管的外形9