《硬件工程师必会》由会员分享，可在线阅读，更多相关《硬件工程师必会（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、硬件工程师必会之一一三极管实用解析晶体管或许可以说是整个电子信息系统以及集成电路的基石。三 极管电路也是最为常见的电路模块，其应用也极为灵活。我记得前几 年看过晶体管设计一书中，有一段话我一直印象很深刻，大致意思是 说，如果想制作一个电路，只需要将几个IC组合起来，起振复位上 电源大体就可以简单地完成了。但是，如果掌握了晶体管和MOS管的相关知识后，对于电路系统 的认识将会大为不同。因为，以IC为单位作为黑盒子来考虑，此时 IC被一定程度上认为是理想器件，但是，以单个晶体管放大电路为 例，电压增益是有限的，输入电流是以基极电流的形式存在并不是理 想放大器的0电流，但是我们懂得晶体管后，我们可以
2、知道其内部结 构，通过内部结构，我们结合外部电路，能够帮助我们更好的理解分 析，调试电路。1.三极管的开关电路开关电路应用的普遍性就不用我多讲了。输入电压Vin控制三极 管开关的开启(open)与闭合(closed)动作，当三极管呈开启状态时, 负载电流便被阻断，反之，当三极管呈闭合状态时，电流便可以流通。 详细的说，当Vin为低电压时，由于基极没有电流，因此集电极亦无 电流，致使连接于集电极端的负载亦没有电流，而相当于开关的开启， 此时三极管工作在截止(cut off)区。同理，当Vin为高电压时，由于有基极电流流动，因此使集电极 流过更大的放大电流，因此负载回路便被导通，而相当于开关的闭合
3、， 此时三极管工作在饱和区(saturation)。Vcc图1基本三极管开关一般而言，可以假设当三极管开关导通时，其基极与射极之间是 完全短.路的。应用实例：下图是英特尔公司某块主板中电路图的一部分，就是一个典型的三极管应用电路。VDD33R153 R0402VDD33R154 R0402Q11 SOT23-3POUTA R119. / Q100402 、SOT23-3P图2三极管开关电路应用实例电路分析：当A为高电平时，三极管1导通，所以输出B点跟发射极电平相 同，为低电平；因为B为低电平，所以三极管2截止，输出C为高电 平。当A为低电平时，三极管1截止，所以输出B点为高电平；因为 B为高电
4、平，所以三极管2导通，输出C为低电平。2.三极管的推挽型射极跟随器由于射极带负载电阻的射极跟随器，在输出很大电流时也就是阻 抗较低情况时，输出波形的负半轴会被截去，不能得到完整的输出最 大电压而失真。为提升性能并改善这个缺点将发射极负载电阻换成 PNP管的射极跟随器电路称Z为推挽射极跟随器。【电路分析】由于上边的NPN晶体管将电流“吐出来”给负载（对应推，source current）,PNP晶体管从负载将电流吸进来（对应挽,sink current）, 所以称为推挽（push-pull）。但是此电路的缺点是在0V附近晶体管 都截止，会产生交越失真。推挽电路以及拉电流、灌电流是实际工程系统中非
5、常重要的概念，通过此电路学习理解此概念非常易懂。交越失真是指正弦波的上下侧没有连接上的那部分，此失真的原 因在于晶体管的基极都是连在一起的，所以基极电位是一样的。当输 入信号在0V附近时，基极-发射极间没有电位差，因此没有基极电流 的流动。也就是，此时两个晶体管都是截止的，并没有工作。另外，即便是基极上加上了输入信号，对上侧在基极电位比发射 极电位高0.6V以前，也不会工作。反之，对于下侧晶体管的基极只 有比发射极低0.6V以后才能工作。所以，体现在波形上就会产生一 个交越失真的盲区。不过，此电流稍加修改就是一个很好用的电路了，思路很简单, 用两个二极管在每个晶体管的基极上加上大概0. 6V的
6、二极管的正向 压降一补偿电压，就可以抵消晶体管的盲区了。如下图所示：VDD15R11 R0402 R0402r r* Fr D1R10DIODED2 DIODEQ8 SOT23-3PQ7PNPCOI C101 IOuF 丄 0.1uFC0402T C0402I, C100 ir C0402OUTRL1 R0402此电路用两个二极管的压降抵消晶体管的基极-发射极间的电压Vbe,可以认为晶体管的空载电流几乎为0。所以当不存在信号时， 就也没有晶体管的发热问题。顺便提一下，这个电路中在输出状态总 有一个晶体管处于截止状态的电路称之为B类放大器，举一反三的, 如果只有一个管子且晶体管常进行工作的电路称之为A类放大器。
