三極管使用時(shí)需要注意的幾個(gè)問題

按照現(xiàn)代的制造工藝來說，根據(jù)不同的摻雜方式在同一個(gè)硅片上制造出三個(gè)摻雜區(qū)域，并形成兩個(gè)PN結(jié)，由此就構(gòu)成了一個(gè)晶體管。

晶體管最大的優(yōu)點(diǎn)就是能夠放大信號(hào)，它是放大電路的核心元件，能夠控制能量的轉(zhuǎn)換，將輸入的任何微小變化量不失真地進(jìn)行放大輸出。

以下是我們?cè)陔娐吩O(shè)計(jì)中使用三極管時(shí)需要注意的幾個(gè)問題，還是老樣子——“看圖說話”：

（1）需注意旁路電容對(duì)電壓增益的影響：

這個(gè)電路在國(guó)內(nèi)各種模擬電路教材書上是司空見慣的了，也算比較經(jīng)典的了。由于這個(gè)旁路電容的存在，在不同頻率環(huán)境中會(huì)有不同的情況發(fā)生：

a、當(dāng)輸入信號(hào)頻率足夠高時(shí)，XC將接近于零，即射極對(duì)地短路，此時(shí)共射的電壓增益為：

b、當(dāng)輸入信號(hào)頻率比較低時(shí)，XC將遠(yuǎn)大于零，即相當(dāng)于開路，此時(shí)共射的電壓增益為：

由此可以看出，在使用三極管設(shè)計(jì)電路時(shí)需要掂量旁路電容對(duì)電壓增益帶來的影響。

（2）需注意三極管內(nèi)部的結(jié)電容的影響：

由于半導(dǎo)體制造工藝的原因，三極管內(nèi)部不可避免地會(huì)有一定容值的結(jié)電容存在，當(dāng)輸入信號(hào)頻率達(dá)到一定程度時(shí)，它們會(huì)使得三極管的放大作用“大打折扣”，更糟糕的是，它還會(huì)因此引起額外的相位差。

a、

由于Cbe的存在，輸入信號(hào)源的內(nèi)阻RS和XCbe形成了一個(gè)鮮為人知的分壓器，也可以看成是一個(gè)LPF，當(dāng)輸入信號(hào)的頻率過高時(shí)，三極管基極的電位就會(huì)有所下降，此時(shí)電壓增益就隨之減小。

由于Cbc的存在，當(dāng)輸入信號(hào)的頻率過高時(shí)，Vout的一部分會(huì)經(jīng)過Cbc反饋到基極，又因?yàn)榇朔答佇盘?hào)和輸入信號(hào)有180°的相位差，所以，這樣也會(huì)降低基極的電位，電壓增益也由此下降。

（3）需明確把握三極管的截止頻率：

這個(gè)電路圖是一個(gè)等效過后的圖，其中CL是集電極到發(fā)射極、集電極到基極之間的結(jié)電容以及負(fù)載電容的等效電容。當(dāng)輸入信號(hào)的頻率達(dá)到

時(shí)，三極管的增益開始迅速下降。為了很好地解決這個(gè)問題，就得花心思把CL盡量減小，由此，fH就可以更高一些。首先我們可以在設(shè)計(jì)電路時(shí)特意選擇那種極間電容值較小的三極管，也就是通常所說的RF晶體管；我們也可以減小RL的取值，但是這樣的話得付出代價(jià)：電壓增益將下降。

（4）三極管作為開關(guān)時(shí)需注意它的可靠性：

如同二極管那樣，三極管的發(fā)射結(jié)也會(huì)有0.7V左右的開啟電壓，在三極管用作開關(guān)時(shí)，輸入信號(hào)可能在低電平時(shí)（0.7VVin2.4V）也會(huì)導(dǎo)致三極管導(dǎo)通，使得三極管的集電極輸出為低電平，這樣的情況在電路設(shè)計(jì)中是應(yīng)該秒殺的。下圖是解決這個(gè)問題的一個(gè)辦法：