电子学笔记

发表于 更新于 Disqus：

电子学

基本概念

组态：

  • 定义：晶体管接入电路的方法（晶体管接入电路的形态）。
  • 种类：共基组态（共基极的接入方法）、共射组态和共集组态
  • F&Q：
    • 共"的含义——共在组态的概念中指端口共用。
      • 进一步解释端口共用："将 BJT 晶体管看作一个双端口网络模型进行分析时，需要输入输出各两个端口，而晶体管有 3 个端口，因此需要一个端口共用。"
    • 在组态概念下我们要讨论的问题是什么：
      • 首先明确组态概念下讨论的是晶体管本身的伏安特性，谈论组态时是不含不涵盖除晶体管之外的其他元器件的。
      • 不同组态下晶体管展现出的不同的输入输出特性（伏安特性）是我们研究的重点

电路负载线：

  • 定义：电路负载线表征电路对元器件施加的约束，这个约束表现为一种伏安关系
  • 方法：负载线可以由基本的电路定律得到（如基尔霍夫定律）
  • tips：使用电路定律得到的负载线公式可以整理成针对于某一负载伏安关系的一次函数: \(i=k v+b\)

器件的伏安特性与

耦合：

  • 定义：耦合就是连接的意思
  • 耦合电容：晶体管电路中的耦合电容起到连接直流源与交流源的作用

偏置与静态工作点：

  • 偏置的含义：偏置是一种利用直流电压为电路设置固定直流电流和电压的广义称谓

  • 讨论偏置时的研究对象我们的研究对象不是电子元器件，而是某一电路

  • 偏置操作不但在"电路网络（黑箱）"外加入了直流电源，而且配合了电阻器件进行约束。

    • 以晶体管的偏置为例：直流电源与电阻一起构成了晶体管电路，该对晶体管工作范围进行了约束，这种约束可以使用负载线来表示，并且可以通过数学形式变化将负载线与晶体管的输入输出特征曲线放在同一坐标轴下得到一个交点，称为静态工作点

  • 静态工作点的含义：

    • 偏置时设置的固定的电流与电压被称为静态工作点，标记为 Q
    • 静态工作点由元器件伏安特性和电路伏安约束共同确定，对于特定的器件，静态工作点仅由电路的配置决定。
    • 对于晶体管，配置不同的静态工作点有两个目标
      • 第一个目标时让晶体管工作在特定的状态，在模拟电子技术中我们希望让晶体管工作在放大的工作状态
      • 第二个目标是针对线性的放大工作范围，我们还要挑选一个合适的位置，不能使得放大的信号失真

  • 晶体管放大要求（偏置要求）

    • 输入电压应该超过晶体管导通电压。

      The input voltage should exceed cut-in voltage for the transistor to be ON.

    • BJT应该在有源区，作为一个放大器。

      The BJT should be in the active region, to be operated as an amplifier.

\[ \begin{gather*} \begin{aligned} I_C&=I_{\sf{多子电流}}+I_{\sf{少子电流}}\\ &=\alpha I_E+I_{CBO}\\ &=\alpha (I_B+I_C)+I_{CBO}\\ \end{aligned} \Rightarrow I_C=\frac{\alpha}{1-\alpha}I_B+\frac{1}{1-\alpha}I_{CBO}=\beta I_B+I_{CEO} \end{gather*} \] \(I_E=I_se^{v_{BE}/V_T}\)

\(I_C=\alpha I_E+I_{CBO}\)

稳定化（Stabilization）

为了让晶体管

使操作点独立于温度变化或晶体管参数变化的过程被称为稳定。

The process of making the operating point independent of temperature changes or variations in transistor parameters is known as Stabilization.