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第一单元：双极结晶体管 今天，工业电子系统采用由术语晶体管描述的几个器件。 每种类型的晶体管具有不同的特性和操作条件，用于将其与其它晶体管区分开。 在本讨论的第一部分中，我们关注的是双极结型晶体管。 在结构上，该晶体管被描述为双极的，因为它具有两个不同的电流载波极性。 孔是正电流载流子，而电子是负电流载流子。 两种不同种类的半导体晶体通过公共元件连接在一起。 该器件的结构类似于背对背连接的两个二极管的结构，其中一个晶体对于两个结都是公共的。 中心材料通常比两个外部件薄。 图1 。 图1示出了两种不同类型的双极晶体管的晶体结构，元件名称和模式符号。 双极晶体管主要用作调节通过其的电流量的放大器件。 来自能量源的电流进入发射极，流过基极区域，并通过集电极离开。 集电极电流的变化通常被识别为晶体管的输出。 集电极电流由基极电流的小变???控制。 他的关系被描述为电流增益或beta。 用数学表达式， 该公式的希腊字母delta表示变化值。 这用于表示施加ac值时晶体管的响应。 这种类型的条件被称为动态特性。 在公式中省略delta符号表示直流或静态工作条件。 在发射极处进入晶体管的所有电流被识别为发射极电流或IE。 集电极电流或IC，总是略小于IE。 IE和IC之间的差异是由于基极电流。 在数学上，这是基极电流（IB）=发射极电流 - 集电极电流 bipolar双极 图1.2显示了简单NPN硅晶体管的电路连接。 该电路的操作基于正向偏置的发射极 - 基极结和反向偏置的集电极。 发射极 - 基极结的正向偏置通过将直流源的负极侧连接到发射极和正极侧通过RB连接到基极来实现。 当集电极通过电阻器RL连接到源极的正极时，发生集电极的反向偏置。 通过RL的集电极电流由发射极 - 基极结的正向偏置电压控制。 在单个PN二极管结的操作中，正向偏置导致导通，反向偏置导致非导通。在晶体管中，该规则不直接应用，因为涉及两个结。例如，当发射极 - 基极结正向偏置时，其导致大量的IE进入基极区。基极 - 集电极结的反向偏置通常会限制该电流。但是由于薄的基底结构，IE将在其到达基极区域时立即进入集电极。最终，该电流通过集电极，并且表现为集电极电流IC或输出电流。因此，在正常晶体管操作中，发射极 - 基极结的正向偏置改变或减小基极 - 集电极结的反向偏置效应。 晶体管主要分类为电流操作器件。这意味着只有当发射极 - 基极结正向偏置并产生基极电流时，输出或集电极IC才会发生。当基极电流停止时，集电极电流停止，晶体管变为不导通。这种情况称为切断，另一方面，如果出现过量的基极电流，则晶体管被驱动到饱和。当这种情况发生时，IB的进一步增加不会引起IC中的相应变化。当实现振幅控制时，晶体管很少在饱和区域中操作。当晶体管用作开关时，其通常在饱和区域中操作。 图1.3的晶体管放大器电路是先前NPN电路的PNP对应物。 该电路的电池以相反的方向连接，以便实现适当的偏置。 性能基本上与NPN电路的性能相同。 电流IC，IB和IE在该图中由箭头表示。 该电路的发射极电流仍然提供最大的电流值。 在该电路中，IC加IB的复合也等于IE。 第二单元：运算放大器 运算放大器的内部结构相当复杂，通常包含大量分立元件。使用运算放大器的人通常不需要关心其内部构造。然而，有助于对内部电路完成什么有一些一般的理解。这允许用户看到设备如何执行和指示作为一个功能单位的一些限制。 运算放大器的内部电路可以分为三个功能单元。图1.7显示了内部功能或运算放大器的简化图。注意每个功能都包含在三角形中。电子原理图使用三角形以表示放大功能。该图显示了运算放大器具有三个基本放大功能。这些功能通常称为放大级。放大级包含一个或多个有源器件和实现放大所需的所有相关组件。 运算放大器的第一级或输入通常是差分放大器。此放大器有两个输入，标记为V1和V2。 I t提供提供给两个输入的信号差的高增益和用于同时施加到两个输入的公共信号的低增益。任何施加的信号的输入阻抗都很高。放大器的输出通常是幅度相等且相位相差180°的两个信号。这可以被描述为推挽输入和输出。 放大的一个或多个中间级跟随差分放大器。图1.7显示了只有一个中间级的运算放大器。功能上，该放大器设计为在输出处将工作点移至零电平，并具有高电流和电压增益能力。需要增加增益来驱动输出级，而不会使输入负载下降。中间级通常具有两个输入和单端输出。 运算放大器的输出级具有相当低的输出阻抗，并负责开发驱动外部负载所需的电流。它的输入阻抗必须足够大，以便不会降低中间放大器的输出。输出级可以是射极跟随器放大器或以互补对称配置连接的两个晶体管。在这个阶段电压增益相当低，具有相当大的电流增益。 差分放大器是大多数运算放大器的关键或操作基础。 该放大器最好被描述为具有共享单个发射极电阻器的两个