晶體管作為放大器（電路圖及工作原理）-晶體管同電子管相比

晶體管

晶體管（transistor）是一種固體半導(dǎo)體器件（包括二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、晶閘管等，有時(shí)特指雙極型器件），具有檢波、整流、放大、開(kāi)關(guān)、穩(wěn)壓、信號(hào)調(diào)制等多種功能。晶體管作為一種可變電流開(kāi)關(guān)，能夠基于輸入電壓控制輸出電流。與普通機(jī)械開(kāi)關(guān)（如Relay、switch）不同，晶體管利用電信號(hào)來(lái)控制自身的開(kāi)合，所以開(kāi)關(guān)速度可以非?？?，實(shí)驗(yàn)室中的切換速度可達(dá)100GHz以上。

晶體管是三端子半導(dǎo)體器件，端子是E（發(fā)射極），B（基極）和C（集電極）。該晶體管可以在三個(gè)不同的區(qū)域工作，例如有源區(qū)域，截止區(qū)域和飽和區(qū)域。晶體管在截止區(qū)域工作時(shí)關(guān)閉，而晶體管在飽和區(qū)域工作時(shí)打開(kāi)。晶體管在有源區(qū)工作時(shí)充當(dāng)放大器。晶體管作為放大器的主要功能是在不改變太多的情況下增強(qiáng)輸入信號(hào)。本文在這里討論晶體管如何作為放大器工作。

晶體管作為放大器

放大器電路可以定義為用于放大信號(hào)的電路。放大器的輸入是電壓，否則是電流，其中輸出將是放大器的輸入信號(hào)。使用晶體管或其他晶體管的放大器電路被稱為晶體管放大器。晶體管放大器電路的應(yīng)用主要涉及音頻，無(wú)線電，光纖通信等。

所述晶體管結(jié)構(gòu)被分類為三種類型，如CB（共基極），CC（公共的集電極）和CE（共發(fā)射極）。但是常見(jiàn)的發(fā)射極配置經(jīng)常在音頻放大器等應(yīng)用中使用。因?yàn)樵贑B配置中，增益<1，而在CC配置中，增益幾乎等于1。

好的晶體管的參數(shù)主要包括不同的參數(shù)，即高增益，高轉(zhuǎn)換率，高帶寬，高線性度，高效率，高i / p阻抗和高穩(wěn)定性等。

晶體管作為放大器電路

通過(guò)增強(qiáng)弱信號(hào)的強(qiáng)度，可以將晶體管用作放大器。借助下面的晶體管放大器電路，您可以了解晶體管電路如何作為放大器電路工作。

在下面的電路中，可以將輸入信號(hào)施加在發(fā)射極-基極結(jié)和輸出之間，并將其跨接在集電極電路中的Rc負(fù)載上。

晶體管放大器電路設(shè)計(jì)圖

為了精確放大，請(qǐng)始終記住輸入端是正向偏置的，而輸出端是反向偏置的。因此，除了信號(hào)之外，我們還在輸入電路中施加直流電壓（VEE），如上述電路所示。通常，輸入電路的結(jié)果是低電阻。輸入端的信號(hào)電壓將發(fā)生一點(diǎn)變化，從而導(dǎo)致發(fā)射極電流內(nèi)的顯著變化。由于晶體管的作用，發(fā)射極電流的變化將在集電極電路內(nèi)引起相同的變化。

目前，通過(guò)Rc的集電極電流會(huì)在其兩端產(chǎn)生巨大的電壓。因此，在輸入電路處施加的弱信號(hào)將在輸出的集電極電路處以放大形式出現(xiàn)。在該方法中，晶體管用作放大器。

晶體管同電子管相比

同電子管相比，晶體管具有諸多優(yōu)越性：

1、構(gòu)件沒(méi)有消耗

無(wú)論多么優(yōu)良的電子管，都將因陰極原子的變化和慢性漏氣而逐漸劣化。由于技術(shù)上的原因，晶體管制作之初也存在同樣的問(wèn)題。隨著材料制作上的進(jìn)步以及多方面的改善，晶體管的壽命一般比電子管長(zhǎng)100到1000倍。

2、消耗電能極少

僅為電子管的十分之一或幾十分之一。它不像電子管那樣需要加熱燈絲以產(chǎn)生自由電子。一臺(tái)晶體管收音機(jī)只要幾節(jié)干電池就可以半年一年地聽(tīng)下去，這對(duì)電子管收音機(jī)來(lái)說(shuō)，是難以做到的。

3、不需預(yù)熱

一開(kāi)機(jī)就工作。例如，晶體管收音機(jī)一開(kāi)就響，晶體管電視機(jī)一開(kāi)就很快出現(xiàn)畫(huà)面。電子管設(shè)備就做不到這一點(diǎn)。開(kāi)機(jī)后，等一會(huì)兒才聽(tīng)得到聲音，看得到畫(huà)面。顯然，在軍事、測(cè)量、記錄等方面，晶體管是非常有優(yōu)勢(shì)的。

4、結(jié)實(shí)可靠

比電子管可靠100倍，耐沖擊、耐振動(dòng)，這都是電子管所無(wú)法比擬的。另外，晶體管的體積只有電子管的十分之一到百分之一，放熱很少，可用于設(shè)計(jì)小型、復(fù)雜、可靠的電路。晶體管的制造工藝雖然精密，但工序簡(jiǎn)便，有利于提高元器件的安裝密度。

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