2022年電子電氣工程師必懂的三極管電路分析方法
三極管有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種工作狀態(tài)。未加信號時(shí)三極管的直流工作狀態(tài)稱(chēng)為靜態(tài),此時(shí)各極電流稱(chēng)為靜態(tài)電流,給三極管加入交流信號之后的工作電流稱(chēng)為動(dòng)態(tài)工作電流,這時(shí)三極管是交流工作狀態(tài),即動(dòng)態(tài)。
一個(gè)完整的三極管電路分析有四步:直流電路分析、交流電路分析、元器件和修理識圖。
直流電路分析方法:
直流工作電壓加到三極管各個(gè)電極上主要通過(guò)兩條直流電路:一是三極管集電極與發(fā)射極之間的直流電路,二是基極直流電路。
通過(guò)這一步分析可以搞清楚直流工作電壓是如何加到集電極、基極和發(fā)射極上的。如圖所示,是放大器直流電路分析示意圖。對于一個(gè)單級放大器而言,其直流電路分析主要是圖中所示的三個(gè)部分。
分析三極管直流電路時(shí),由于電路中的電容具有隔直流特性,所以可以將它們看成開(kāi)路,這樣上圖所示電路就可以畫(huà)成如下圖所示的直流等效電路,再用這一等效電路進(jìn)行直流電路分析就相當簡(jiǎn)潔了。
交流電路分析方法:
交流電路分析主要是交流信號的傳輸路線(xiàn)分析,即信號從哪里輸入到放大器中,信號在這級放大器中具體經(jīng)過(guò)了哪些元器件,信號最終從哪里輸出。如圖所示,是交流信號傳輸路線(xiàn)分析示意圖。
另外還要分析信號在傳輸過(guò)程中受到了哪些處理,如信號在哪個(gè)環(huán)節放大,在哪個(gè)環(huán)節受到衰減,哪個(gè)環(huán)節不放大也不衰減,信號是否受到了補償等。
上圖電路中的信號經(jīng)過(guò)了C1、VT1、C2、VT2和C3,其中C1、C2和C3是耦合電容,對信號沒(méi)有放大和衰減作用,只是起著(zhù)將信號傳輸到下級電路中的耦合作用,VT1和VT2對信號起了放大作用。
元器件作用分析方法:
1.元器件特性是電路分析關(guān)鍵
分析電路中元器件的作用時(shí),應依據該元器件的主要特性來(lái)進(jìn)行。例如,耦合電容讓交流信號無(wú)損耗的通過(guò),而同時(shí)隔斷直流通路,這一分析的理論根據是電容隔直通交特性。
2.元器件在電路中具體作用
電路中的每個(gè)元器件都有它的特定作用,通常一個(gè)元器件起一種特定的作用,當然也有一個(gè)元器件在電路中起兩個(gè)作用的。在電路分析中要求搞懂每一個(gè)元器件在電路中的具體作用。
3.元器件簡(jiǎn)化分析方法
對元器件作用的分析可以進(jìn)行簡(jiǎn)化,掌握了元器件在電路中的作用后,不必每次對各個(gè)元器件都進(jìn)行詳細分析。例如,掌握耦合電容的作用之后,不必對每一個(gè)耦合電容都進(jìn)行分析。如圖所示,是耦合電容分析示意圖。
修理識圖方法:
修理識圖為檢修電路故障服務(wù),這一識圖要求在完全搞懂電路工作原理之后進(jìn)行,否則沒(méi)有意義。因為故障現象明確,因此故障檢修過(guò)程中的修理識圖可以有針對性的選擇電路中的元器件進(jìn)行,而不需要對電路中的每個(gè)元器件都進(jìn)行故障分析。
分析時(shí),找出電路中的主要元器件,并分別假設它們出現開(kāi)路、短路、阻值變大和變小等故障,分析這種故障對直流電路和交流電路的影響,從而推理出可能的故障根源。
修理識圖的關(guān)鍵是找出電路中關(guān)鍵測試點(diǎn):
1.單級放大器關(guān)鍵測試點(diǎn)
如圖所示,單級放大器主要是三極管的關(guān)鍵測試點(diǎn)。
三極管的關(guān)鍵測試點(diǎn)用來(lái)測量三個(gè)電極的直流工作電壓,其中集電極是第一測試點(diǎn),其次是基極,第三是發(fā)射極。
2.集成電路關(guān)鍵測試點(diǎn)
集成電路關(guān)鍵測試點(diǎn)最重要的是電源引腳,還有輸入信號引腳和輸出信號引腳。
三極管基極偏置電路分析方法:
三極管基極偏置電路分析最為困難,掌握一些電路分析方法可以方便基極偏置電路的分析。
1.電路分析的第一步是在電路中找出三極管的電路符號,如圖所示,然后在三極管電路符號中后找出基極,這是分析基極偏置電路的關(guān)鍵一步。
2. 第二步從基極出發(fā),將與基極和電源端相連的所有元器件找出來(lái),如圖所示,電路中的RB1,再將基極與地端相連的所有元器件找出來(lái),如電路中的RB2,這些元器件構成基極偏置電路的主體電路。
上述與基極相連的元器件中,要區別哪些元器件可能是偏置電路中的元器件。電阻器有可能構成偏置電路,電容器具有隔直作用而視為開(kāi)路,所以在分析基極直流偏置電路時(shí),不必考慮電容器。
3.第三步確定偏置電路中的元器件后,進(jìn)行基極電流回路的分析,如圖所示?;鶚O電流回路是:直流工作電壓VCC→偏置電阻RB1→VT1基極→VT1發(fā)射極→VT1發(fā)射極電阻RE→地端。