電子工程師必備基礎(chǔ)知識(shí)手冊(cè)(八)功率晶體管

1、電子工程師必備基礎(chǔ)知識(shí)手冊(cè)(八)：功率晶體管.txt35溫馨是大自然的一抹色彩，獨(dú)具慧眼的匠師才能把它表現(xiàn)得盡善盡美；溫馨是樂譜上的一個(gè)跳動(dòng)音符，感情細(xì)膩的歌唱者才能把它表達(dá)得至真至純電子工程師必備基礎(chǔ)知識(shí)手冊(cè)（八）功率晶體管穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管(又叫齊納二極管)它的電路符號(hào)是：此二極管是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導(dǎo)體器件。在這臨界擊穿點(diǎn)上，反向電阻降低到一個(gè)很少的數(shù)值在這個(gè)低阻區(qū)中電流增加而電壓則保持恒定穩(wěn)壓二極管是

2、根據(jù)擊穿電壓來分檔的因?yàn)檫@種特性穩(wěn)壓管主要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準(zhǔn)元件使用。其伏安特性見圖1穩(wěn)壓二極管可以串聯(lián)起來以便在較高的電壓上使用通過串聯(lián)就可獲得更多的穩(wěn)定電壓。穩(wěn)壓管的應(yīng)用:1、浪涌保護(hù)電路穩(wěn)壓管在準(zhǔn)確的電壓下?lián)舸┻@就使得它可作為限制或保護(hù)之元件來使用因?yàn)楦鞣N電壓的穩(wěn)壓二極管都可以得到故對(duì)于這種應(yīng)用特別適宜.圖中的穩(wěn)壓二極管D是作為過壓保護(hù)器件。只要電源電壓VS超過二極管的穩(wěn)壓值D就導(dǎo)通使繼電器J吸合負(fù)載RL就與電源分開。2、電視

3、機(jī)里的過壓保護(hù)電路EC是電視機(jī)主供電壓當(dāng)EC電壓過高時(shí)D導(dǎo)通三極管BG導(dǎo)通其集電極電位將由原來的高電平(5V)變?yōu)榈碗娖酵ㄟ^待機(jī)控制線的控制使電視機(jī)進(jìn)入待機(jī)保護(hù)狀態(tài)。3、電弧抑制電路在電感線圈上并聯(lián)接入一只合適的穩(wěn)壓二極管(也可接入一只普通二極管原理一樣)的話當(dāng)線圈在導(dǎo)通狀態(tài)切斷時(shí)由于其電磁能釋放所產(chǎn)生的高壓就被二極管所吸收所以當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)開關(guān)的電弧也就被消除了。這個(gè)應(yīng)用電路在工業(yè)上用得比較多如一些較大功率的電磁吸控制電路就用到它。4、

4、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路在此電路中串聯(lián)穩(wěn)壓管BG的基極被穩(wěn)壓二極管D鉗定在13V那么其發(fā)射極就輸出恒定的12V電壓了。這個(gè)電路在很多場合下都有應(yīng)用。晶體管射隨電路在很多的電子電路中為了減少后級(jí)電路對(duì)前級(jí)電路的影響和有些前級(jí)電路的輸出要求有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力(即要求輸出阻抗較低)時(shí)要用到緩沖電路從而達(dá)到增強(qiáng)電路的帶負(fù)載能力和前后級(jí)阻抗匹配晶體管射隨器就是一種達(dá)到上述功能的緩沖電路。晶體管射隨電路實(shí)際上是晶體管共發(fā)電路它是晶體三極管三大電路形式之一(共

5、基電路、共集電路、共發(fā)電路)它的電路基本形式如圖A1所示。根據(jù)圖A1的等效電路可知發(fā)射極電流Ie=IbIc又因?yàn)镮c=βIb(β是晶體管的直流放大系數(shù))所以Ie=IbβIb=Ib(1β)又根據(jù)電路回路電壓定律:Vi=Ib(RbRbe)IeRe=Ib(RbRbe)Ib(1β)Re(Rb是晶體管基極電阻Rbe是基極與發(fā)射極之間的電阻由于Rb和Rbe較少可忽略那么Vi=Ib(1β)Re根據(jù)歐姆定律電路的輸入阻抗為ViIb=Ib(1β)ReIb

6、=Re(1β)。從此式可見電路的輸入阻抗是Re的1β倍，電路的輸出阻抗等于Rc與Re的并聯(lián)總阻抗.經(jīng)上述分析得出結(jié)論：晶體管射隨電路具有較高的輸入阻抗和較低的輸出阻抗。晶體管電子濾波器可控硅的柵極懸空時(shí)，BG1和BG2都處于截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)電路基本上沒有電流流過負(fù)載電阻RL，當(dāng)柵極輸入一個(gè)正脈沖電壓時(shí)BG2道通，使BG1的基極電位下降，BG1因此開始道通，BG1的道通使得BG2的基極電位進(jìn)一步升高，BG1的基極電位進(jìn)一步下降，經(jīng)過這一個(gè)正

7、反饋過程使BG1和BG2進(jìn)入飽和道通狀態(tài)。電路很快從截止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入道通狀態(tài)，這時(shí)柵極就算沒有觸發(fā)脈沖電路由于正反饋的作用將保持道通狀態(tài)不變。如果此時(shí)在陽極和陰極加上反向電壓，由于BG1和BG2均處于反向偏置狀態(tài)所以電路很快截止，另外如果加大負(fù)載電阻RL的阻值使電路電流減少BG1和BG2的基電流也將減少，當(dāng)減少到某一個(gè)值時(shí)由于電路的正反饋?zhàn)饔茫娐穼⒑芸鞆牡劳顟B(tài)翻轉(zhuǎn)為截止?fàn)顟B(tài)，我們稱這個(gè)電流為維持電流。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可通過一個(gè)開關(guān)來短

8、路可控硅的陽極和陰極從而達(dá)到可控硅的關(guān)斷。應(yīng)用舉例可控硅在實(shí)際應(yīng)用中電路花樣最多的是其柵極觸發(fā)回路，概括起來有直流觸發(fā)電路，交流觸發(fā)電路，相位觸發(fā)電路等等。1、直流觸發(fā)電路：如圖G2是一個(gè)電視機(jī)常用的過壓保護(hù)電路，當(dāng)E電壓過高時(shí)A點(diǎn)電壓也變高，當(dāng)它高于穩(wěn)壓管DZ的穩(wěn)壓值時(shí)DZ道通，可控硅D受觸發(fā)而道通將E短路，使保險(xiǎn)絲RJ熔斷，從而起到過壓保護(hù)的作用。2、相位觸發(fā)電路：相位觸發(fā)電路實(shí)際上是交流觸發(fā)電路的一種，如圖G3，這個(gè)電路的方法是利

9、用RC回路控制觸發(fā)信號(hào)的相位。當(dāng)R值較少時(shí)，RC時(shí)間常數(shù)較少，觸發(fā)信號(hào)的相移A1較少，因此負(fù)載獲得較大的電功率；當(dāng)R值較大時(shí)，RC時(shí)間常數(shù)較大，觸發(fā)信號(hào)的相移A2較大，因此負(fù)載獲得較少的電功率。這個(gè)典型的電功率無級(jí)調(diào)整電路在日常生活中有很多電氣產(chǎn)品中都應(yīng)用它。什么叫壓縮倍頻程視頻信號(hào)的頻率范圍為50HZ6.5MHZ共有18個(gè)倍頻程(50222......)按照磁帶的重放特性每提高一個(gè)倍頻程信號(hào)電平上升6DB那么視頻信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍就是61

10、8=108DB這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出磁帶的動(dòng)態(tài)范圍.為此要記錄視頻信號(hào)就要壓縮倍頻程在錄象機(jī)中是采用將視頻亮度信號(hào)進(jìn)行調(diào)頻記錄方式通過控制調(diào)制指數(shù)使FM的頻偏在1.1MHZ7.8MHZ內(nèi)這樣使倍頻程減少到少于3因而適應(yīng)磁帶記錄動(dòng)態(tài)范圍的要求。電路的響應(yīng)電路的工作狀態(tài)有兩種：一種是穩(wěn)定狀態(tài)、一種是暫時(shí)狀態(tài)或叫暫態(tài)。在具有電容、電感的電路中，當(dāng)電路的工作條件發(fā)生變化時(shí)，由于儲(chǔ)能元件儲(chǔ)能的變化，電路將從原來的穩(wěn)定狀態(tài)經(jīng)歷一定時(shí)間變換到新的穩(wěn)定狀態(tài)，這一變

11、換過程稱為過渡過程，電路的過渡過程通常是很短的，所以又稱暫態(tài)過程。根據(jù)電路的激勵(lì)（電路中發(fā)生電流、電壓的起因）通過對(duì)電路的暫態(tài)分析來得到電路的響應(yīng)（受激勵(lì)的作用在電路中所引起的電流與電壓稱為響應(yīng)），由于激勵(lì)和響應(yīng)都是時(shí)間的函數(shù)，所以這種分析有叫時(shí)域分析。微分電路電路結(jié)構(gòu)如圖W1，微分電路可把矩形波轉(zhuǎn)換為尖脈沖波，此電路的輸出波形只反映輸入波形的突變部分，即只有輸入波形發(fā)生突變的瞬間才有輸出。而對(duì)恒定部分則沒有輸出。輸出的尖脈沖波形的寬度