《晶体管电路设计》铃木雅臣,模电,读后总结
硬件工程师必读的东西!
硬件工程师必读的东西!
说不上有多相见恨晚,不过在大量计算机类图书作者都是欺世盗名的情况下,有那么几本靠谱的良心之作,已经够让人欣喜了。
顺便说一下我的读书观或者技术学习观:
1、买书学习不要纠结可惜钱,纠结买哪本,差不多的可以都买来翻翻看看,一本书五六十而已,学会技术在身,能赚书价的许多倍
2、要先见森林后见树木,先对一个技术有一个全面的大致的了解,再对感兴趣的点深入学习和了解
3、见森林我觉得最好的途径就是快速浏览一本全面介绍该技术的书,或者去书城翻阅相关的多本书,看完后也就有大概印象了,哪本好哪本差,各有什么侧重。
4、善用google
5、珍爱生命,远离部分国内高校老师出的书(不绝对,你懂我意思就行了)
一、基础理论知识
硬件工程师的基础理论知识主要是电路、模电数电方面的知识,具体可以看看以下书单1)电路基础知识:《电路》(邱关源),《电路原理》(Tomas Floyd,电子工业出版社)
2)模拟电子技术、数字电子技术(华成英或者康华光的),
3)微机原理/计算机原理/数据结构(各种版本很多,内容大致相同),
4)电子学(霍洛维茨),
5)单片机教程(51、A VR的书都很多)
电子工业出版社,出版了一套“国外电子与通信教材系列”,里面有很多经典的电路教材,可以根据自己的需要选择。
二、专项设计技能进阶篇
1、关于电源设计方面
电源设计,需要搞清楚AC-DC、DC-DC的常用拓扑,以及物料选型的方法。
晶体管电路设计
在阅读这本书的过程中,我深深感受到了作者对于晶体管电路设计的热爱和追求。书中不仅凝聚 了作者多年的经验和智慧,还体现了他对于晶体管电路设计的深入思考和创新。例如,在讲到放 大电路的设计时,作者提出了“妙在中间”的设计思想,即通过正确选择电路元件和调整电路参 数,使得放大器在中间频段具有最佳的放大效果,从而提高了放大器的性能。
阅读感受
这种设计思想既具有理论依据,又具有实际应用价值,让我对于晶体管电路设计有了更深入的认 识和理解。
通过阅读这本书,我还能够感受到作者对于物理世界的探索和追求。在书中,作者不仅讲解了晶 体管的基本原理和电路设计技巧,还通过具体的应用实例,展示了晶体管电路在科学技术和工业 生产等领域中的应用。这些具体的应用实例让我深刻地感受到了晶体管电路的重要性和作用,同 时也激发了我对于物理世界的探索欲望和好奇心。
在本书中,作者首先详细介绍了晶体管的分类、原理和功能,以及它们在电路设计中的作用。根 据晶体管的工作原理,本书首先讲解了晶体管的分类,包括NPN型、PNP型以及达林顿型等。接着, 通过阐述晶体管在电路中的作用,例如放大、开关、记忆等功能,使读者了解晶体管在电路设计 中的重要地位。
接下来,本书重点介绍了电路设计的基本步骤和方法,包括原理图设计、电路仿真、PCB制作等。 在原理图设计部分,作者详细讲解了如何使用图形编辑软件进行原理图设计,以及如何进行正确 的元件连接,使得整个电路系统能够正常工作。书中还介绍了如何利用电路仿真软件对设计的电 路进行模拟测试,提前发现并修正可能存在的问题。
日本的电子工程师们写的一套书
以下是日本的电子工程师们写的一套书,相当好,堪称电子系统设计里面的经典之作!!!不管你们搞不搞电子设计,能精读其中的几本,也会使你们能像工程师那样思考问题,变得更专业!!!最重要的是,这套书非常精简,有一定的理论解释,同时更偏重于工程应用和设计实例,比较适合广大电子类工科学生和电子设计爱好者们!!!电子系统设计,模拟电路很重要,也是每个电子系统设计者必备的基础知识和基本技能,模拟电路的设计水平往往决定了电路系统的整体指标和整体性能,因此希望你们不管自己偏向于数字方向、嵌入式方向还是模拟电路方向,都要最起码了解模拟电路的基本原理和常见电路形式。
当然,这些书都是希望大家在学有余力的情况下,根据自己的喜好和方向选择性阅读,切不可耽误自己正常上课的时间和精力。
因为本人是做仪器仪表和信号类方向,考虑到模拟电路的重要性,只推荐几本信号相关的模拟电路书籍(红色标记),供大家课余时间阅读。
张军,拜上。
写于2010年10月8号,电子科大清水河校区。
一、实用电子电路设计丛书(系列)1、晶体管电路设计(上)2、晶体管电路设计(下)3、数字逻辑电路和ASIC设计4、数字系统设计5、OP放大电路设计6、振荡电路的设计与应用二、图解实用电子技术丛书(系列)1、OP放大器应用技巧100例2、模拟技术应用技巧101例3、传感器应用技巧141例4、存储器IC的应用技巧5、电子元器件应用技术6、锁相环PLL电路设计与应用7、电子元器件的选择与应用8、LC滤波器设计与制作9、高频电路设计10、高低频电路设计与制作—从放大电路的设计到安装技巧11、数字电路设计12、高频电路设计与制作13、晶体管电路设计与制作14、开关稳压电源的设计与应用15、高速数字电路设计与安装技巧16、测量电子电路设计—模拟篇17、测量电子电路设计—滤波器篇18、无线电收音机及无线电路的设计与制作三、图解电路设计与制作(系列)1、传感器实用电路设计与制作2、实用电源电路设计—从整流电路到开关稳压器3、运算放大器应用电路设计。
电子电路——推荐书籍
1.《射频电路设计--理论与应用》『美』 Reinhold Ludwig 著电子工业出版社个人书评:射频经典著作,建议做RF的人手一本,里面内容比较全面,这本书要反复的看,每读一次都会更深一层理解.随便提一下,关于看射频书籍看不懂的地方怎么办?我提议先看枝干或结论有个大概印象,实在弄不明白就跳过(当然可问身边同事同学或GOOGLE一下),跳过不是不管它了,而是尽量先看完自己能看懂的,看第二遍的时候再重点抓第一次没有看懂的地方,人的思维是不断升华的,知识的也是一个系统体系,有关联的,当你把每一块砖弄明白了,就自然而然推测出金字塔塔顶是怎么架设出来的。
2. 《射频通信电路设计》『中』刘长军著科学技术出版社个人书评:有拼凑之嫌(大量引用书1和《微波晶体管放大电路分析与设计》内容),但还是有可取之处,加上作者的理解,比看外文书(或者翻译本)看起来要通俗易懂,毕竟是中国人口韵。
值得一看,书上有很多归纳性的经验.3.《高频电路设计与制作》『日』市川欲一著科学技术出版社个人书评:本人说实话比较喜欢日本人写书的风格和语言,及其通俗,配上图示,极其深奥的理论看起来明明朗朗,比那些从头到尾只会搬抄公式的某些教授强们多了,本书作者的实践之作,里面都是一些作者的设计作品和设计方法,推荐一看.4. 《LC滤波器设计与制作》『日』森荣二著科学技术出版社个人书评:语言及其通俗易懂,完全没有深奥的理论在里面,入门者看看不错,但是设计方法感觉有点落后,完全手工计算.也感觉内容的太细致,此书一般.5. 《振荡电路设计与应用》『日』稻叶宝著科学技术出版社个人书评:这边书还不错,除了学到振荡电路设计,还学到了很多模拟电路的基础应用,唯一缺点书中的内容涉及频率的都不够高(k级,几M,几十,几百M的振荡器),做有源电路的可以看一下,整体感觉还行.6. 《锁相环电路设计与应用》『日』远坂俊昭著科学技术出版社个人书评:对PLL原理总是搞不太明白的同学可以参考此书,图形图片很多,让人很直观明白,比起其他PLL书只会千篇一律写公式强千倍。
射频_微波工程师经典参考书汇总
1.《射频电路设计--理论与应用》『美』Reinhold Ludwig 著电子工业出版社个人书评:射频经典著作,建议做RF的人手一本,里面内容比较全面,这本书要反复的看,每读一次都会更深一层理解.随便提一下,关于看射频书籍看不懂的地方怎么办?我提议先看枝干或结论有个大概印象,实在弄不明白就跳过(当然可问身边同事同学或GOOGLE一下),跳过不是不管它了,而是尽量先看完自己能看懂的,看第二遍的时候再重点抓第一次没有看懂的地方,人的思维是不断升华的,知识的也是一个系统体系,有关联的,当你把每一块砖弄明白了,就自然而然推测出金字塔塔顶是怎么架设出来的。
2. 《射频通信电路设计》『中』刘长军著科学技术出版社个人书评:有拼凑之嫌(大量引用书1和《微波晶体管放大电路分析与设计》内容),但还是有可取之处,加上作者的理解,比看外文书(或者翻译本)看起来要通俗易懂,毕竟是中国人口韵。
值得一看,书上有很多归纳性的经验.3.《高频电路设计与制作》『日』市川欲一著科学技术出版社个人书评:本人说实话比较喜欢日本人写书的风格和语言,及其通俗,配上图示,极其深奥的理论看起来明明朗朗,比那些从头到尾只会搬抄公式的某些教授强们多了,本书作者的实践之作,里面都是一些作者的设计作品和设计方法,推荐一看..5. 《振荡电路设计与应用》『日』稻叶宝著科学技术出版社个人书评:这边书还不错,除了学到振荡电路设计,还学到了很多模拟电路的基础应用,唯一缺点书中的内容涉及频率的都不够高(k级,几M,几十,几百M的振荡器),做有源电路的可以看一下,整体感觉还行.6. 《锁相环电路设计与应用》『日』远坂俊昭著科学技术出版社个人书评:对PLL原理总是搞不太明白的同学可以参考此书,图形图片很多,让人很直观明白,比起其他PLL书只会千篇一律写公式强千倍。
好书,值得收藏!7. 《信号完整性分析》『美』Eric Bogatin 著电子工业出版社个人书评:前几章用物理的方法看电子,感觉不好理解,写的感觉很拗口,翻译好像也有些不到位,但后面几章写的确实好,尤其是关于传输线的,对你理解信号的传输的实际过程,能建立一个很好的模型,推荐大家看一下,此书还是不错的.(看多了RF的,换换胃口)8. 《高速数字设计》『美』Howard Johnson著电子工业出版社个人书评:刚刚卓越买回来,还没有动“她”呢,随便翻了下目录,做高速电路和PCB Layout 的工程师一看要看下,这本书也是经典书喔!10.《EMC电磁兼容设计与测试案例分析》『中』郑军奇著电子工业出版社个人书评:实战性和很强的一本书,本人做产品经常要送去信息产业部电子研究5所做EMC 测试,认证.产品认证是产品成功的临门一脚,把这脚球踢好,老板会很赏识你的,如果你也负责产品的EMC,这本书必读。
基本晶体管放大电路总结、
基本晶体管放大电路总结、
基本晶体管放大电路是一种常见的电子放大器,用于增大电信号的幅度。
它由一个晶体管和一些辅助元件组成,如电阻、电容和电感等。
晶体管放大电路通常用于各种电子设备,包括收音机、电视机、音响和通信设备等。
晶体管放大电路的工作原理是利用晶体管的特性来放大输入电信号。
晶体管有三个电极,分别是发射极、基极和集电极。
在放大电路中,输入信号被接入到基极,而输出信号则从集电极得到。
通过控制基极电流,晶体管可以调节集电极电流,从而实现对输入信号的放大。
晶体管放大电路的放大效果可由两个参数来描述,即电压增益和功率增益。
电压增益是输出电压与输入电压之比,而功率增益是输出功率与输入功率之比。
这两个参数可以反映晶体管放大电路的放大能力。
在实际应用中,我们会根据需要选择不同类型的晶体管放大电路。
常见的有共射极放大电路、共集电极放大电路和共基极放大电路等。
不同类型的电路有不同的特点和应用场合。
总的来说,基本晶体管放大电路是一种很重要的电子器件,可以将微弱的电信号放大到足够的幅度,以便于后续的处理和传输。
它在电子技术领域有着广泛的应用,是现代电子设备中不可或缺的一部分。
通过合理设计和使用晶体管放大电路,我们可以实现更高质量
的音频和视频信号传输,提升通信设备的性能和效果。
电子工程师10本必读书
电子工程师10本必读书工程师,也要不断学习来掌握新的技能。
那电子工程书必读书有哪些呢?下面是店铺精心为你整理电子工程师10本必读书,一起来看看。
电子工程师10本必读书:嵌入式硬件系统作者:Jack Ganssle本书是《嵌入式硬件设计》一书的第二版,不仅为初学者提供了嵌入式设计的基本知识,也为高级系统设计者提供了有用的参考资料。
目前市面上可以看到相关书籍,不是专门探讨如何为特定微处理器编写程序,就是只强调嵌入式系统的设计原理而不提供任何实用信息,本书兼顾了这二者。
作者凭借其丰富的实践经验告诉读者,如何设计和构建全新的嵌入式设备与计算机化的小型设备,以及如何修改和扩充一个现有的系统。
电子工程师10本必读书:晶体管电路设计作者:铃木雅臣晶体管电路设计是“实用电子电路设计丛书”之一,共分上下二册。
晶体管电路设计》(上)作为上册主要内容有晶体管工作原理,放大电路的性能、设计与应用,射极跟随器的性能与应用电路,小型功率放大电路的设计与应用,功率放大器的设计与制作,共基极电路的性能、设计与应用,视频选择器的设计与制作,共射-共基电路的设计,负反馈放大电路的设计,直流稳定电源的设计与制作,差动放大电路的设计,运算放大电路的设计与制作。
下册则共分15章,主要介绍FET、功率MOS、开关电源电路等。
《晶体管电路设计》(上)面向实际需要,理论联系实际,通过大量具体的实验,通俗易懂地介绍晶体管电路设计的基础知识。
电子工程师10本必读书:精通开关电源设计作者:SanjayaManiktala《精通开关电源设计》基于作者多年从事开关电源设计的经验,从分析开关变换器最基本器件:电感的原理入手,由浅入深系统地论述了宽输入电压DC-DC变换器(含离线式正、反激电源)及其磁件设计、MOSFET导通和开关损耗、pcb布线技术、三种主要拓扑电压/电流模式下控制环稳定性以及开关电源电磁干扰(EMI)控制及测量的理论和实践等。
书中还解答了变换器拓扑的常见问题,讨论了开关电源及电子镇流器设计的专家意见、工业经验和难点对策等。
晶体管教学实验心得体会
作为一名电子信息专业的学生,我深知晶体管是电子技术中不可或缺的重要元件。
为了更好地理解和掌握晶体管的工作原理和应用,我在本学期参加了晶体管教学实验课程。
通过一系列的实验操作和理论学习,我对晶体管有了更深入的了解,以下是我对晶体管教学实验的心得体会。
一、实验前的准备工作在开始实验之前,我认真阅读了实验指导书,了解了实验的目的、原理、步骤和注意事项。
同时,我还对晶体管的基本知识进行了复习,包括晶体管的分类、结构、工作原理和特性参数等。
通过这些准备工作,我对实验有了初步的认识,为实验的顺利进行打下了基础。
二、实验过程中的收获1. 理解晶体管的工作原理通过实验,我深刻理解了晶体管的工作原理。
晶体管是一种三极管,由发射极、基极和集电极组成。
在实验中,我观察了晶体管在不同偏置条件下的工作状态,了解了晶体管的放大、开关等作用。
这使我更加明确了晶体管在电子电路中的重要性。
2. 掌握晶体管的特性参数在实验过程中,我学会了如何测量晶体管的特性参数,如放大倍数、截止电压、开启电压等。
通过实际操作,我掌握了这些参数的测量方法,为以后进行电路设计和分析提供了有力支持。
3. 熟悉晶体管电路的搭建实验要求我们搭建晶体管放大电路、开关电路等。
在实验过程中,我学会了如何根据电路原理图选择合适的晶体管,如何连接电路元件,如何调整电路参数。
这使我具备了独立搭建晶体管电路的能力。
4. 培养动手能力和创新思维晶体管实验不仅要求我们掌握理论知识,更要求我们具备动手能力和创新思维。
在实验过程中,我遇到了一些问题,如电路连接错误、元件损坏等。
通过查阅资料、请教老师和同学,我逐渐解决了这些问题,培养了独立思考和解决问题的能力。
三、实验后的总结与反思1. 理论联系实际通过晶体管实验,我深刻体会到理论知识的重要性。
只有掌握了晶体管的基本原理和特性参数,才能在实际电路设计和分析中游刃有余。
因此,在今后的学习中,我要更加注重理论知识的积累。
2. 注重实验操作规范在实验过程中,我意识到实验操作规范的重要性。
向史上最棒的晶体管电路设计书籍致敬,自己亲手打造出晶体管电路
向史上最棒的晶体管电路设计书籍致敬,自己亲手打
造出晶体管电路
对于学习过模拟电路的人来说,大多数模拟电路的书籍充斥着枯燥的理论,满篇的公式,让人读得昏昏入睡。
不过有这样一本书:再版18次,销量40K册;作为技术类书籍,它一直占据前列,被众多的工程师奉为经典。
这本书就是铃木雅臣所着《晶体管电路设计》。
这本书没有复杂公式的推导,而是通过模拟体验放大电路的实验,充分掌握最基本的放大元件,即晶体管的工作原理,从而到达从容设计利用晶体管的分立电路。
周立功先生再其博客中这样推荐《晶体管电路设计》:《晶体管电路设计》最大的特点,在说明或设计晶体管电路时,并没有采用等效电路、负载线等过去常考虑的方法。
等效电路和负载线是从事电子电路设计的前辈们为了有助于理解电路的工作原理进行简单的设计而提出来的方法。
但以本书作者的经验,即便不采用这些方法,也能掌握电路的工作原理,而且在电路的设计中也没有感到不便之处。
在本书上册的结束语中,作者谈到了自己学习的体会,回想起当年自己初学电子学的情景,那时读过的书大部分都是使用等效电路、负载线以及对理论公式进行说明用的。
自己想进行设计时,。
晶体管在电路上的工作总结
晶体管在电路上的工作总结
晶体管是一种重要的电子元件,它在电路中起着非常重要的作用。
晶体管的工
作原理和特性决定了它在电子设备中的广泛应用。
在本文中,我们将对晶体管在电路中的工作原理和应用进行总结。
晶体管是一种半导体器件,它由三个或更多的掺杂硅片组成。
根据掺杂的不同,晶体管可以分为NPN型和PNP型。
在电路中,晶体管通常用作放大器、开关和稳
压器等功能。
其工作原理主要是基于控制电流的方式来实现对电路的控制。
在放大器中,晶体管可以将输入信号放大到更大的幅度。
当输入信号加到基极时,晶体管的发射极和集电极之间的电流就会发生变化,从而实现对输出信号的放大。
在开关电路中,晶体管可以通过控制基极电流的方式来实现对电路的开关控制。
而在稳压器中,晶体管可以通过调节基极电流的方式来实现对输出电压的稳定。
除了以上的应用,晶体管还可以用于数字电路、模拟电路和功率电路等领域。
在数字电路中,晶体管可以实现逻辑门、寄存器和触发器等功能。
在模拟电路中,晶体管可以实现滤波器、振荡器和比较器等功能。
在功率电路中,晶体管可以实现功率放大器、开关电源和逆变器等功能。
总的来说,晶体管在电路中的工作原理和应用非常广泛。
它不仅可以实现对电
路的控制和放大,还可以实现对信号的处理和转换。
因此,晶体管是电子设备中不可或缺的重要元件,对于现代电子技术的发展起着非常重要的作用。
双极型晶体管设计心得
双极型晶体管设计心得双极型晶体管是一种重要的半导体器件,广泛应用于电子学领域。
在设计双极型晶体管时,需要综合考虑多种因素。
以下是一些设计心得:1. 深入理解晶体管的工作原理:双极型晶体管的工作原理是利用电子和空穴的流动来控制电流的流动。
设计者需要深入理解晶体管的结构、掺杂、电流和电压之间的关系等,这有助于更好地优化晶体管的性能。
2. 选择合适的材料:合适的材料对于晶体管的性能至关重要。
设计者需要根据晶体管的应用场景和性能要求,选择合适的半导体材料,如硅、锗等。
同时,还需要考虑材料的纯度、晶体结构和晶格常数等因素。
3. 优化晶体管的结构:晶体管的结构设计对于其性能有很大的影响。
设计者需要通过调整发射极、基极和集电极的宽度和长度,以及掺杂浓度等,来提高晶体管的电流增益、开关速度和噪声性能。
4. 控制掺杂浓度:掺杂浓度是影响晶体管性能的重要因素之一。
设计者可以通过控制掺杂浓度来优化晶体管的性能,例如提高掺杂浓度可以提高晶体管的电流增益,但也会增加晶体管的噪声。
因此,需要在电流增益和噪声之间取得平衡。
5. 设计合适的封装:晶体管的封装对于其可靠性和稳定性有很大的影响。
设计者需要根据晶体管的应用场景和性能要求,选择合适的封装材料和封装技术,以提高晶体管的可靠性和稳定性。
6. 进行全面的测试和验证:在设计完成后,需要进行全面的测试和验证,以确保晶体管的性能符合预期。
这包括测试晶体管的电流增益、开关速度、噪声系数等参数,并对其进行可靠性和稳定性测试。
总之,设计双极型晶体管需要综合考虑多种因素,包括工作原理、材料选择、结构优化、掺杂浓度控制、封装设计以及测试和验证等。
只有在全面考虑这些因素的基础上,才能设计出性能优异、可靠稳定的双极型晶体管。
学习电子电路后的收获
学习电子电路后的收获电子工艺实训的第一天留给我的印象是最深的。
“修合无人见,存心有天知”这句话也是我在那天听到的,而且是平生第一次听到。
时间过得很快,转眼间一学期过去了,模拟电路实验这门课也接近了尾声。
在这学期学习过程中,有欢笑,有汗水,有同学们的努力学习,更有王老师对我们的谆谆教诲,一次次的实验课上有批评,有表扬,却让我们学到了很多知识。
那么就将本学期实验课体会总结如下:模拟电路实验这门课,主要是通过学习理论知识,然后在实际中动手操作各种电路实验,再通过结合理论知识,实验操作来验证,加深对所有内容的理解。
所以,理论与实践相结合才能达到更好的效果。
总而言之,实验的重点在于培养学生掌握电工仪表的使用,训练基本接线技能,正确使用电子仪器,学会调试电子线路,并培养学生的动手能力。
在这学期的模拟电子技术实验学习过程中我学到了很多东西,比如:动手能力、逻辑思维以及设计思想都得到了很大的提高。
为了让我们对模拟电路实验的基本原理和实验方法能够熟练掌握和理解,我们这学期开设了模拟电路实验,实验内容主要是分为获得元器件原始数据,测试,验证,调试,总结经验公式,完成实验报告等。
实验设备主要用到的有:双踪示波器,信号发生器,,数字万用表,实验电源,交流毫伏表,模拟电子技术试验箱等。
进行介绍,包括它们的特点,分类以及作用,然后让我们将各个电子元件进行实际的实验与验证。
在做完实验后,通过总结实验过程中所出现的问题,以及实际测得的结果与理论估算值比较,讨论分析做出相应的解决方案,整理实验数据,并完成实验报告。
刚开始做实验的时候,示波器不怎么会调,犯了很多错,还好王老师很耐心的教导,后面掌握的还不错。
而在实验中有时我们虽然熟练掌握了操作实验的方法,弄明白了一些理论上不是很容易理解的问题。
但是在操作中也会遇到意想不到的问题,可以说这是很锻炼人的,每次在解决了问题后都会有很多收获,同时也明白团队的意义,只有和组员同心协力,才能最快的完成实验。
日本人写的《晶体管电路设计》,非常牛逼
8.1.1晶体管的开关图8.1是一例发射极接地放大电路,这种电路能够通过输入信号(电压)连续地———模拟地控制流过集电极发射极间电流,获得输出电压。
但是开关电路,如图8.2所示是一种计数地接通/断开晶体管的集电极发射极间的电流作为开关使用的电路。
图8.3是电压增益(放大倍数)A v=10的发射极接地型放大电路。
照片8.1是给这个电路输入1kHz、1VP-P信号时的输入输出波形。
这时的输出波形不是通过介入耦合电容取出的,而是集电极电位。
由于A V=10,所以输出应该是10VP-P。
但是由于电源电压以及发射极电阻上电压降的缘故,如照片所示,波形的上下部分均被截去(输出饱和)。
输出波形的上半周被截去的情况是由于输出电平与电源电压相等,所以集电极电阻上没有了电压降,也就是说晶体管的集电极发射极间没有电流流过(集电极电流为零)。
换句话说,晶体管处于截止状态。
相反,输出波形的下半周被截去的情况是因为输出电平处于更接近GND电平的电位(集电极电阻上的电压降非常大),晶体管的集电极电流处于最大值。
也就是说,晶体管处于导通状态。
这样的开关电路只要利用输入信号使输出波形被限幅就可以实现(使晶体管处于接通/断开状态就可以),所以可以认为只要放大电路具有非常大的放大倍数,或者加上很大的输入信号就可以。
但是,这样的开关电路必须是直流的接通/断开状态(这样的用途非常多),所以必须具有一定的直流的放大倍数。
8.1.2从放大电路到开关电路图8.4是从发射极放大电路演变到开关电路的示意图。
首先为了获得直流增益(放大倍数),从图8.4(a)的一般发射极放大电路中去掉输入输出的耦合电容C1、C2,得到图8.4(b)的电路。
进一步为了提高放大倍数,去掉发射极电阻E,变成图8.4(c)的电路。
这样一来,也就没有必要加基极偏置电压。
当输入信号为0V时,晶体管处于截止状态,所以集电极就没有必要流过无用的电流———空载电流。
因此,如图8.4(d)所示去掉偏置用的R1。
资深工程师谈晶体管使用心得(二):在功率驱动中的晶体管的使用
资深工程师谈晶体管使用心得(二):在功率驱动中的晶体管的使用作者:周工,12工作经验。
清华大学,双学士,高级电源集成电路设计工程师在看到李宁约写一篇有关晶体管(三极管)的应用经验的文章之时,与半导体接触有十余的我,感觉有很多想要聊聊。
但是研读了《晶体管电路设计(上)》.铃木雅臣.2004年9月第一版,这本书之后,发现这本书讲得很实用,很详细,基本原理讲得很到位。
本书的作者主要解释了两点:第一个通过模拟体验放大电路的实验,充分掌握最基本的放大元件,即晶体管的工作原理,从而达到从容设计利用晶体管的分立电路。
第二个是不要IC看成简单的盒子,而是看成“晶体管和FET,电阻、电容等分立器件的结合体”。
也就是说,能够看懂IC内部的电路为目的。
下面根据我的职业的经历,我聊聊在功率驱动中的晶体管的使用。
由于晶体管的制造相对于场效应管成熟,成本相对低,同时还有其它技术上的优点,使得它在实际的功率器件应用中还是有相当大的市场。
比如,在高压的ACDC的应用中晶体管做高压开关管,如下图所示。
图1射极驱动的NPN图2基极驱动在图1中Q1是用做高压开关管,其是一种射极驱动的开关。
在图2中Q1是用做高压开关管,其是一种基极驱动的开关。
使用三极管作为功率开关,其主要特性有:1、低成本,在相同高的击穿电压,及导通电流的能力下,三极管相对于金属场效应管(MOS)的价格更低廉。
这主要是三极管的制造过程相对简单,同时三极管的工艺相对也成熟。
2、击穿后电路是开路的。
与金属场效应管击穿后是短路状况不同的是,三极管击穿之后开路的。
这一点对于有安全要求的场合来说是非常重要的。
尤其是在那非隔离的ACDC应用来,器件出现失效后,是否能够把高压与使用的端口断开显得非常重要。
要实现这一点,三极管很容易实现。
3、由于三极管是多数载流子工作的器件,因此,有开启速度上,会比金属场效应管要快。
4、深度饱和区的三极管,恢复时间长。
同时由于在饱和时,VCE的电压并没有明显的变化,因此,在作为开关管使用的时候,为避免三极管关断速度过慢,在设计驱动电路的时候,应该尽量避免三极管进入深度饱和区。
晶体管设计分析
目录1.课程设计目的与任务 (2)2.设计的内容 (2)3.设计的要求与数据 (2)4.NPN管图形结构的选择 (3)5.确定纵向结构参数 (3)(1)各区掺杂浓度及集电极外延材料电阻率的选取 (3)(2)各区少子迁移率、扩散长度的计算 (4)(3)集电区厚度Wc的选择 (6)(4)基区宽度的选取 (7)(5)发射极和集电极结深的选取 (8)6.横向尺寸的选择 (8)(1)单元发射极宽度、长度和个数的选取 (8)(2)发射区和基区面积的选取 (9)7.参数验证 (10)8.工艺版图 (11)9晶体管课设心得体会 (12)NPN双极型晶体管的设计1、课程设计目的与任务《电子器件课程设计》是继《微电子器件基础》、《微电子工艺》和《半导体物理》理论课之后开出的有关微电子器件和工艺知识的综合应用的课程,使我们系统的掌握半导体器件,集成电路,半导体材料及工艺的有关知识的必不可少的重要环节。
目的是使我们在熟悉晶体管基本理论和制造工艺的基础上,掌握晶体管的设计方法。
要求我们根据(1)分析设计指标,确定主要参数;(2)选择合适工艺,确定工艺水平;(3)根据参数要求和工艺水平计算管芯纵、横向结构参数;(4)主要参数验算或器件、工艺模拟;(5)画出器件版图等设计过程的训练,为从事微电子器件设计、集成电路设计打下必要的基础。
2、设计的内容设计一个均匀掺杂的pnp型双极晶体管,使T=300K时,hFE /IC=500/2mA,BVCBO =30V.晶体管工作于小注入条件下,最大集电极电流为IC=100mA,集电极耗散功率Pc=300mW。
特征频率 fT=300MHz。
设计时应尽量减小基区宽度调制效应的影响。
3、设计的要求与数据(1)了解晶体管设计的一般步骤和设计原则。
(2)根据设计指标设计材料参数,包括发射区、基区和集电区掺杂浓度NE , NB,和NC,根据各区的掺杂浓度确定少子的扩散系数,迁移率,扩散长度和寿命等。
(3)根据主要参数的设计指标确定器件的纵向结构参数,包括集电区厚度Wc,基本宽度Wb ,发射区宽度We和扩散结深Xjc,发射结结深Xje等。
资深工程师谈晶体管使用心得(四):晶体管的工作原理
资深工程师谈晶体管使用心得(四):晶体管的工作原理作者:Mountain 燕山大学本科毕业工作5年多, 从事医疗检测及分析仪器设备相关的硬件电路设计工作。
面对问题的处理方法,大体来说有两种处理方式,一种是复杂的问题简单化,那自然另一种是简单的问题复杂化。
很多人都会采取将复杂的问题简单化,但这样带来的后果就是看问题时,偶尔会有种云里雾里的感觉。
晶体管的工作原理,说简单也简单,说复杂也复杂。
今天以略有复杂的方式来一起看下晶体管的工作原理,会提到掺杂半导体、空穴、多子、少子、PN结等在教科书里出现的概念,还有印象吗?一、两种类型的掺杂半导体N-型半导体N-型半导体是通过在本征半导体中掺入施主杂质而得到的,通常是在硅中掺入磷。
N-型半导体的电子浓度远大于空穴浓度,而“N-型”也就是来自于电子的负电荷。
在N-型半导体中,电子是多子,空穴是少子,如下图所示。
图1 N-型半导体P-型半导体P-型半导体是通过在本征半导体中掺入受主杂质而得到的,通常是在硅中掺入硼。
P-型半导体的空穴浓度远大于电子浓度,而“P-型”也就是来自于空穴的正电荷。
在P-型半导体中,空穴是多子,电子是少子,如下图所示。
图2 P-型半导体二、 PN结介绍完了两种掺杂半导体,PN结也就可以登场了,如图3所示。
在一个晶体半导体内,P-型和N型两种半导体材料的交界面处形成了PN结。
虽说单独的P-型、N-型半导体是导电的,但在两种半导体材料中间的PN结却是不导电的,因为没有电荷载流子图3 PN结在没有外部电压的情况下,一个PN结会达到一个平衡状态,并会在PN结两端产生一个电压差,这个电压差称为内建势垒电压,Vbi。
P型和N型半导体结合后,在两者的接触面附近,来自P区的空穴会扩散到N区与电子结合,这时N区开始有带正电荷的离子。
同样,来自N区的电子会扩散到P区与空穴结合,这时P区开始有带负电荷的离子。
此时在P-N接触面附近不再是中性的,并且失去了它们的可移动的电荷载流子,也就形成了空间电荷区或者也可以称之为耗尽层。
射极跟随器波形失真分析
—《晶体管电路设计(上) 》 铃木雅臣
在学习这本教程的射极跟随器章节时,上网查后发现很多网友具有相同的困惑. 现将个人理解部分简述如下,希望能帮助大家一点,分析不对的请多批评指正。
1. 电路图如下: (输入信号为 4V 幅度,8Vp-p, 1KHZ 正弦波)
2. 问题现象: a) 当负载 RL 不接入电路时,电阻 RE 上 Ve 输出电压正常如下:
交流负载线
直流负载线
ic
=10mA
Vce
b) 交流负载分析 当 RL 接入电路时,交流回路如下: 电容短路,电源短路到地
Vce =3.4V
8.2V
整理后如下:
Vce = - ic* (RE//RL) ic 1 1 斜率Kac vce RE // RL 340 交流负载线,也要经过静态工作点(IC=10mA VCE = 8.2V) 以静态点开始分析:
ic 10mA 1 vce vce 340 vce 10mA * 340 3.4V
c) 真正工作时: iC IC ic 在静态工作点 IC 上,叠加一个交流 ic 现在 IC = 10mA, 当交流 ic 变化-10mA 时, iC IC ic = 10Ma + (-10Ma) = 0, 三极管截止。(这是关键点!) 由此可知 vCE 由 8.2V 变化 3.4V 到 11.6V Ve = V2-Vce, 由 6.8V 变化 3.4V 到 3.4V 3.4V 就是电路可以工作的 VCE 和 VE 幅度:
vce 10mA * 340 3.4V
4. 总结 由 iC= 0, 可以判断三极管截止, 由此计算交流电流的变化为-10mA, 从而可 以计算 vCE 变化为 3.4V,相应的 VE 变化 3.4V. 电路仿真与分析吻合!注意仿真数据有一点点不同。
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输入阻抗
P23 如果电源内阻为0R,则电源正与相当于短路,则输入 阻抗为R1//R2,与输入隔直电容形成RC滤波器
P27 基极电压为一定值,减去0.6V,可知Ve也是固定值, Ie=Ve/Re,所以射极电流不变,Ice相当于恒流源,所以等 效内阻无限大,相当于断路,最后可知输出阻抗为Rc本 身。
输出阻抗
共模抑制比(CMRR):表示加在两个输入端的同一信 号成分有多大程度能够受到抑制的特性。如果频率超 过一定值,两个晶体管相互抑制的能力会变差。
பைடு நூலகம்
插入图11.3 图中两个共发射极放大电路的发射极并在一起,并且 用一个三极管做恒流源,等效如图。由于发射极电流 是恒定的,那么可以将发射极的负载可以看成一个可 变电阻,电压升高则负载阻值也增大(I=V/R),以维 持电流恒定不变。而这两个负载电阻可以看成Vbe1与 Vbe2串联形成的,Vbe1增加则Vbe2减少。由于是两 个相同结构的共发射极放大电路并起来,所以两个电 压V1=V2,同时增加Δv,则经过放大后输出振幅也都会 增加Δv*Av(乘以增益倍),也就是说两个输出都会增加 Δv*Av,那么从输出端Vo1与Vo2之间测量压差Vo1Vo2=0。即,Vout=Vo1-Vo2=Av(Vi1-Vi2),也就是说这 个放大器是对Vi1与Vi2的差进行放大。
加负反馈也能改善频率特性及噪声特性,这也是其优点之一。 闭环增益越小,越能扩展高频特性。
为什么负反馈放大电路的增益是由反馈网络决定的(Rf、Rg)? 为什么加了负反馈网络后,增益就固定在一定值而与本身增益 无关,本来的放大电路具有离散性,那为什么加了负反馈后电 路增益就固定了? 原因:如果没有加负反馈,Rs上的电流is=Vi/Rs,如果输入电压 是一定的值,那么三极管的发射极交流电压就是交流输入电压 Vi,最关键的是加了负反馈后的叠加电压不能高于Vi,否则不能 工作。没有加反馈时电路的放大倍数是晶体管本身Hfe,是很大 的值,加负反馈后只会把整体放大倍数压制下来。如果输出电 压由Rf与Rs由分压后产生的电压超过Vi,则输入停止。所以由 反馈叠加到发射极的电压会接近输入电压Vi,而永远不会超过 。所以,整体增益会被反馈网络限制而与晶体管本身增益无关 。
渥尔曼电路 1、输入与输出反相; 2、频率特性非常好; 3、输入阻抗大; 渥尔曼电路比共发射极电路的高频特性好太多,比共基极 放大电路输入阻抗大,是两者优点结合体。实际上渥尔曼 电路与共发射极电路串联共基极电路是一样的性能。 与共发射极放大电路相比,仅增加了一个晶体管与基偏置 电路部分,但是因此而频率特性变得相当好。 P150
P30 因为密勒效应,频率特性不是很好。 晶体管寄生参数等效如下图,主要问题是Cbc。 基极端子的交流电压为Vi,集电极端子的交流电压为反相 的-Vi*Av (Av为放大倍数),所以加在Cbc两端的电压为 Vi(1+Av)。为此,在Cbc上流动的电流是Cbc上加Vi时的 (1+Av)倍(因为加了1+Av倍的电压) 由基极端来看Cbc时,可以将Cbc看成具有1+Av倍电容 的电容器,这就是密勒效应。 就是说,晶体管输入电容Ci=Cbc(1+Av)+Cbe,输入电 容Ci与寄生电阻Rb形成低通滤波器。因此在高频范围 内,电路的放大倍数下降。 晶体管数据手册一般以Cbc*Rb来表示,越小越好。
P235 差动放大电路渥尔曼-自举化 插入图11。18a 改善电路的高频特性。自举化后,电路能输入的同相 信号的振幅被限制问题就没有了,与共发射极放大电 路加渥尔曼自-自举后是一样的。
镜像电流源原理如图11.20 P239 镜像电流源是一种恒流电路。恒流电路的交流阻抗在 理论上是无阻大,所以电流镜像电路加到差动放大电 路的集电极上,就如同接上为无限大的负载电阻一 样,电路的增益变小得非常大(所用的晶体管能实现 的最大增益)。镜像电流源一般用双管,特性一致。 在NPN晶体管的差动放大电路中使用PNP晶体管,而 PNP晶体管的差动放大电路中使用NPN晶体管。
频率特性 (电压增益、相 位与频率之前的
关系)
关键问题点 电路改进
共集电极(射极跟随器) 1、输入与输出同相; 2、增益为1; 3、输入阻抗大,输出阻抗小; 4、负载能力强,一般接在共发射极和共基极等放大电 路后面。 只需要计算偏置电路,计算方法与共发射极相同
Av=1,不产生放大,输出跟随输入
P223 如上图11.6 从差动放大电路两个晶体管的基极看到的阻抗,即输 入阻抗R1与R2有必要取为同样的值。但是在使用FET 的差动放大电路中,由于没有栅极电流流动,即使输 入阻抗做得不平衡,也不发生由此而产生的输出电压 补偿。这也与OP放大器时一样,双极型晶体管输入的 OP放大器,从两个输入端看到的阻抗如果不一致,则 输出的补偿电压就变大。 与共发射极放大电路一样,为集电极电阻本身,即Rc
反馈电路 等所有的反馈电路都能适用(也能用到振荡电路那样 的正反馈电路中)。 但是这里面有个点没有理解:Vi与Va(即Vi`)有什么不一样?按 自己理解应该是同一个值,但实际不一样?
参考上图9.3,输入阻抗为基极偏置电阻并联值:R1//R6
P180 突然地增大裸增益,而又加上负反馈的话,输出阻抗能够大大 地下降,这是负反馈最大优点。例如:没加负反馈时Zo=10K, 裸增益A=60dB,若加了负反馈后增益Av=20dB,那么加负反馈 之后的阻抗Zout=10K * (20dB-60dB)=10k*(1/100)。
如上图,由于Tr2的基极电容接地,等效交流接地,所以推 断Tr1的集电极电位不变,也等效交流接地。所以渥尔曼电 路下面晶体管可以认为是电压增益为0的共发射极放大电路 (可以认为集电极接地,即集电极电阻为0,所以增益为 0)
P162 加渥尔曼自举的原因: 加反向齐纳稳压管或者几个正向二极管形成自举电路如下 图。原理是:输入电压变动引起下管Tr1的射极电压随输入 电压变化,导致上管Tr2的基极电压也同步变化,因而Tr2的 发射极(即Tr1的集电极)电压随之变化,总之,下管Tr1的 集射极电压Vce保持不变。从而使输入信号变大时的频率特 性和输入输出间的直线性变好,直至高频范围电路都稳定 地进行工作。
P179 电路中的反馈电阻Rf串联一个10UF电容目的也是隔直通交,如 果从输出电容的另一边取反馈,则可以省去这个电容。
差动放大电路 对两个输入之差进行放大。 差动放大电路是架在晶体管与IC之间的“”桥梁”。
插入图11.6
P218 如下图11.3 b 图b中Tr2基极接地,Tr1基极输入电压E,则Vbe1仅增 加E/2,Vbe2仅减少E/2(Vbe1与Vbe2之差为E)。 如果是取出Tr1与Tr2的输出Vi1-Vi2,则:Av=Rc/Re; 如果是取出一个晶体管的输出,则:Av=(Rc/Re) *1/2
项目
电路
共发射极
电路特性
1、输入信号和输出信号反相; 2、有较大的电流和电压增益; 3、一般用作放大电路的中间级。 4、共射极放大器的集电极跟零电位点之间是输出端,接 负载电阻.
直流电位计算 P17
P18 Av=vo/vi=Rc/Re
交流放大倍数
P33 Av=Hfe*Rc/Hie(Hie是共发射极小信号短路输入阻抗, 随晶体管的品种和工作点的不同而不同,大体上为110K),Rc也是K级别,所以近似Av=Hfe)
P107 功率放大电路中附加的保护电路:
共基极 1、输入与输出同相; 2、频率特性非常好,作为高频放大器使用; 3、输入阻抗小;
只需要计算偏置电路,计算方法与共发射极相同
P117 与共发射极相同: Av=vo/vi=Rc/Re
输入阻抗是Re与R3并联连接的值
输出阻抗与共发射极放大电路相同,为集电极电阻Rc本 身的值。
P51 与共发射极一样,输入阻抗Zi为基极偏置电路的上拉 和下拉电阻并联值。
P47 由图可知,等效后负载Rl与Re并联,输出电压不会受 Re影响,也就是交流输入电压与输出电压是相等的, 可以认为射极跟随器的内阻为0(严格计算为数R).
P56 没有密勒效应,频率特性很好。 与共发射极放大电路不同,集电极电容Cbc接地,并且 电路增益为1,所以由晶体管内阻Rb与输入电容 (Ci=Cbc)形成的低通滤波器的参数是固定的,与增 益没有任何关系,是很小的值,所以高频增益很好。
P52 普通射极跟随器在负载加重的情况下,会把底部波形 切掉,原因分析:
P69 P71 推挽型射极跟随器:是由射极跟随器演变而来,解决 了普通射极跟随器切底的问题,一推一拉增加电流能 力。 加入二极管是为了产生偏压,加入发射极电阻是防止 热击穿,输入部分加入三极管是为了使偏置电压随温 度变动,防止热击穿。
P121 由于输入输出同相,所以晶体管本身的输入电容Ci为Av1倍之后的Cce与Cbe之和(在Cce的两端加上Vi的Av-1倍 的电压,所以发射极看到的电容由于密勒效应成为Av-1 倍),Re与Ci形成低通滤波器。但是由于基极接地,导 致发射极电位不变,等效如图中发射极的交流阻抗为0, 与接地相同。即使发射极与GND之间连接电容成分Ci, 也没有形成低通滤波器。所以不会形成密勒效应。 与共发射极电路相比较,fch扩展两倍以上。
负反馈放大电路
加负反馈并不降低电路内部放大器的增益,而是在外表上减少 放大电路的输入电压或者输入电流,使得整体的增益变小。也 就是引入负反馈让输入电压或者电流减小,而本身增益不变, 所以输出电压或者电流也相应减小。
P172 (参考上图) 加负反馈后的交流放大倍数Av推导过程如下: 1、总原则:Is=If+Ie(Is是没有加反馈时的发射极电流,If是加 负反馈后发射极输入到Rs的电流,Ie是输出电压经Rf反馈流入Rs 的电流); 2、没加反馈时在Rs上形成的电流很容易得出:Is=Vi / Rs; 3、加了反馈之后,流经Rs电阻有两部分电流,一部分是负反馈 输入到Rs,一部分是加了反馈后的输出电压除以总增益Av的输 入电压,施加在Rs//Rf(等效所得输入阻抗)电阻上形成的电 流Ie。这两部分电流加起来与没加反馈时在Rs上形成的电流Is是 相同的。 4、放大电路本身的裸增益A是不会因为加了负反馈而改变的。 所以在加了负反馈之后输出电压为Vo,可以得出此时的输入电 压Va=Vo / A (Va就是图中的Vi`); 5、加负反馈后,从发射极看到地,Rf经电容等效后可以理解为 在交流时直接到地,也就是跟Rs并联到地,也就是说Va(即图中 Vi`)施加在阻抗Rs//Rf上(见下图),那么 Ie=Vo/(Rs//Rf)=(Vo/A) / (Rs//Rf)=(Vo/A)*(Rs+Rf)/(Rs*Rf); 6、加负反馈后,由于在反馈电阻Rf上的电流是输出电压Vo-Vi 很容易得出:If=(Vo-Vi) / Rf; 7、综合1、2、5、6四个公式,可得最终 Av=(Vo/Vi)=1/[1/A+Rs/(Rs+Rf)]。若A是非常大的值则最终公式 可以近似化简:Av=(Rs+Rf) / Rs (这就是增益公式的由来)。 8、若令ß=1/Av,则Av=A/(1+ß*A)。此公式对使用OP放大器的负 反馈电路 等所有的反馈电路都能适用(也能用到振荡电路那样 的正反馈电路中)。 但是这里面有个点没有理解:Vi与Va(即Vi`)有什么不一样?按 自己理解应该是同一个值,但实际不一样?