高级维修电工理论培训教材.(DOC)

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1、 高级维修电工理论培训教材 高级维修电工理论培训教材1半导体三极管：一基本结构：三层半导体（N、P、N或P、N、P）；三个电极（基极B、发射极E和集电极C）；两个PN结（发射结、集电结）。 1类别：按频率可分为：高频管和低频管按功率可分为：大功率管、中功率管和小功率管按半导体材料可分为：硅管和锗管按结构可分为：NPN型和PNP型。 目前国产的NPN型多为硅管（3D系列），PNP型多为锗管（3A系列）。 2放大器中晶体管的三种接线方式：以NPN型为例 （1）共发射极接法：将发射极作为输入与输出的公共端。如下图（a） （2）共集电极接法：将集电极作为输入与输出的公共端。如下图（b） （3）共基极接

2、法：将基极作为输入与输出的公共端。如下图（c） 三种接法的性能比较见P.31表3-1 3特性曲线： （1）输入特性曲线：是当集电极发射极电压UCE为常数时，基极回路中基极电流IB与基极发射极电压UBE之间的关系曲线。即： IBf(UBE)|UCE=C 如下图（a）所示： 从图（a）中可以看出：三极管的输入特性曲线也有一段死区，只有在发射结电压大于死区电压时，三极管才会导通，出现IB，硅管的死区电压约为0.50.6V，锗管的死区电压约为0.20.3V。导通后，在正常工作情况下，NPN型硅管的发射结电压UBE0.60.7V，PNP型锗管的发射结电压UBE-0.2-0.3V。 （2）输出特性曲线：是

3、当基极电流IB为常数时，集电极回路中集电极电流IC与集电极发射极电压UCE之间的关系曲线。即 ICf(UCE)|IB=C 如上图（b）所示。在不同的IB下可以得到不同的曲线，所以三极管的输出特性曲线是一曲线族。在输出特性曲线上可以划分三个区域：1截止区：IB0以下的区域。对NPN型硅管而言，当UBE0.5V时即已开始截止。为了截止可靠，常使UBE0，此时集电结和发射结都处于反向电压下，称为反向偏置。但是由于温度影响，集电极回路中仍有很小的电流ICEO(称为穿透电流)流过。硅管的穿透电流很小，常温下在微安以下。 特点：集电结和发射结都处于反向偏置。2放大区：当发射结正向偏置时，曲线较平坦的部分是

4、放大区。对硅管来说，当UBE0.5V,而集电结又有一定的反向电压时,发射区扩散到基区的电子绝大部分被集电极所收集,ICIE,IB很小。此时IC只随着IB而改变，和UCE的大小基本无关。从特性曲线和电流形成过程都可以看出，IC的变化比IB的变化大得多，晶体管具有很强的电流放大作用。 特点：发射结正偏而集电结反偏。3饱和区：如果IC随IB增加时，使UCE下降为UCEUBE，发射结和集电结都将处于正向偏置，此时如果IB再增大，IC也不会按ICIB增加，晶体三极管失去放大作用，这种情况称为饱和。我们把UCEUBE的状态称为临界饱和，把UCEUBE的状态称为过饱和。 特点：发射结和集电结皆正偏。2基本放

5、大电路一共射极放大电路的组成：P136图9-1（a）见下图 1三极管V：放大电路的放大元件，是电流控制元件。 2集电极电源UGB：直流电源，一般为几几十伏。 作用：（1）为输出信号提供能量。 （2）保证集电结处于反偏状态以及发射结处于正偏状态。这样才能使三极管起到放大作用。 3集电极负载电阻Rc：一般为几几十千欧。作用：将集电极电流变化成电压信号，以实现电压放大。 4基极电阻Rb：为几十几百千欧。作用：提供适当的基极电流，使放大器有合适的工作状态。 5耦合电容C1与C2：一般为几几十微法。作用：（1）隔直：C1隔断放大器与信号源之间的直流通道； C2隔断放大器与负载之间的直流通道。 （2）通交

6、（交流耦合）：沟通信号源、放大器和负载三者之间的交流通道，使交流信号畅行无阻。二直流通路与交流通路： 1直流通路：即放大电路的直流等效电路。也就是在静态时，放大电路输入回路和输出回路的直流电流流过的路径。如P136图9-1（b）所示，放大电路进行静态分析时要用到直流通路。见下图（a）（1）静态没有加入交流信号的放大电路。 （2）静态分析求静态工作点Q，即分析静态时放大电路中各处的直流电流和直流电压。即I bQ，I CQ，UceQ三个值。 （3）直流通路的画法：在直流通路中，所有的电容器作开路处理，其余的不变。（4）直流通路的作用：用来求放大电路的静态工作点Q（即I bQ，I CQ，UceQ）。

7、2交流通路：即放大电路的交流等效电路。也就是在动态时，放大电路输入回路和输出回路的交流电流流过的路径。如P136图9-1（C）所示，放大电路进行动态分析时要用到交流通路。见上图（b） （1）动态加入交流信号后的放大电路。 （2）动态分析求动态时（交、直流信号的迭加）的变化量。 （3）交流通路的画法： 在交流通路中，将电容器和直流电源都作短路处理（直流电源接地）。 （4）交流通路的作用： 交流通路用来计算放大电路的放大倍数，输入电阻，输出电阻等交流电量。三近似估算法：以分压式偏置电路为例：P137图9-2。 1静态工作点：由直流通路求，即求I bQ，I CQ，UceQ三个值。 其直流通路如下图（

8、a）所示： 2电压放大倍数、输入电阻与输出电阻：由交流通路求。如上图（b） A求出三极管的输入电阻rbe： rbe300（1）26mV/IeQmA B求出交流负载电阻RL： RL RcRL C求输入电阻Ri： RiRb1Rb2rbe rbe （Rb1 rbe ，Rb2 rbe ， Ri rbe） D求输出电阻R0：R0 Rc其中：RL RcRL“”号表示UO与Ui反相位。 计算放大电路的静态工作点时，应考虑电路的名称正确的是 A、C 。 A直流通道 B交流通道 C直流电路 D交流电路 估算放大电路的电压放大倍数，原则上应考虑电路的名称正确的是 B、D 。 A直流通道 B交流通道 C直流电路 D

9、交流电路四图解分析法：运用三极管的输出、输入特性曲线簇，通过做图的方法，直观的分析放大电路性能的方法，称为图解分析法。 1静态分析：P138图9-4为三极管的输出特性曲线。即图（a） （1）直流负载线：电路如P137图9-3所示，即图（b）由UceUGBIcRc知，当Ic0时，UceUGB，当Uce0时，IcUGBRc，连接UGB与UGBRc两点所作的直线称为直流负载线。见P138图9-4，即图（b） （因为它是在静态时得到的而且又与集电极负载电阻Rc有关） 其斜率为tg1Rc。 （2）静态工作点Q：直流负载线与三极管输出特性曲线的交点即为静态工作点。它与基极电流I b的大小有关。 Q点在两个

10、坐标轴上所对应的点即为其静态值ICQ与UCEQ，再加上IbQ ，即为Q值。 2动态分析： （1）交流负载线：放大器加入交流信号后，交流信号迭加在直流信号上，如P138图9-5所示。 当电路接入负载RL后，反映交流电压uce、交流电流ic之间关系的直线称为交流负载线。其斜率为tg1RL。（而RL RcRL） （ 2 ） 直流负载线与交流负载线的比较：见图（b） RL RcRL ， RL Rc，1RL 1Rc， tg tg 交流负载线比直流负载线要陡一些（即其斜率要大一些）。也就是说，放大器带的负载RL 越小，RL就越小，其交流负载线的斜率tg就越大，而电压放大倍数Au就越小。交流放大器带负载后，

11、电压放大倍数会降低。3多级放大电路：一 耦合多级放大电路中，每两个单级放大电路之间的连接方式叫耦合。二 多级放大器的耦合方式：三种。 1阻容耦合：如P139图9-8所示。（1）电路组成：第一级和第二级之间用耦合电容C2和第二级的输入电阻连接，即为阻容耦合。主要用于交流放大电路的前置级。 （2）电路特点：A由于电容的“隔直”作用，前后级的静态工作点各自独立，互不影响，便于设置和调整各级的静态工作点。 B由于电容的“通交”作用，并不影响前后级交流信号的传递。 C结构简单，体积小，成本低。 D耦合电容的容量对交流信号的传输有一定的影响缺点。 （3）电压放大倍数：电路总的电压放大倍数等于各个单级放大器

12、电压放大倍数的乘积。即AuAu1Au2Au3 2直接耦合：如P144图9-19所示。 （1）电路组成：把前一级的输出端直接接到后一级的输入端，即为直接耦合。主要用于放大直流信号。 （2）电路特点： A前后级静态工作点的相互影响：其解决方法为： 1提高后一级的发射极电位：即在后一级三极管发射极中接入电阻或硅稳压管即可。如P144图9-20（a）（b）所示。 2采用NPNPNP管直接耦合：利用两只三极管的极性不同，使得两级都能获得合适的静态工作点。如P145图9-21所示。 B零点漂移的影响： 1零点漂移指放大器的输入端短路（即无输入信号）时，其输出端仍有变化缓慢而无规则的输出电压。 2引起零点漂

13、移的原因： 电源电压波动；电路元件的参数和晶体管特性的变化；温度的变化。 3零漂的种类：时漂和温漂。 4零漂的抑制：输入级采用差动放大电路。 3变压器耦合：前后级之间采用变压器连接。主要用于交流放大器的功率输出级。 多级放大器的级间耦合方式一般有 A、D、E 。 A阻容耦合 B电容耦合 C电感耦合 D变压器耦合 E直接耦合4差动放大电路：一电路组成：P145图9-22所示。 1两只三极管V1与V2的型号、特性、参数完全相同。 2电路结构对称，各电阻元件的参数也对称。 3两只三极管的静态工作点相同。即Ic1Ic2，Uce1Uce2， 4发射极电流为两管发射极电流之和。即IeIe1Ie2 二差动放大电路的特点：静态时（无输入信号，即Ui0），输出电压Uo0，（Rc1Ic1Rc2Ic2，UoRc1Ic1Rc2Ic20）三共模输入与差模输入： 1共模信号与差模信号：共模信号差动放大器的两输入信号ui1与ui2的大小相等，极性相同，则称为共模信号。这种输入方式称为共模输入方式。差模信号差动放大器的两输入信号ui1与ui2的大小相等，极性相反，则称为差模信号。这种输入方式称为差模输入方式。2放大电路对