面結型電晶體是一類電晶體。面結型電晶體 N 類 / P 類 電晶體
基本介紹
- 中文名：面結型電晶體
- 電池組：Vcc=10V
- 電阻器：RC = 1 kΩ
- 輸出電流： Ic = β IB
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面結型電晶體 N 類 / P 類 電晶體
1. 電晶體的偏壓：
B-E 極： 基極-射極必須正向偏壓；C-B 極： 集極-基極必須反向偏壓
(1) IE = IB + IC；射極電流 = 基極電流 + 集極電流
(2) β 共射極電流放大率 = δIC / δIB ( δIC 集極電流變化；δIB 基極電流變化)
(3) 輸入電流 IB =
B
B BE
R
V −V
(4) 輸出電流 Ic = β IB
(5) 輸出電壓 Vce = Vcc – Ic RL (負載線)
例一: 某電晶體有0.04 mA 基極電流(Ib)輸入，放大後的集極電流 IC 是20 mA。求電晶體的
電流放大率 β 及射極電流IE 。
答案： β = 20 / 0.04 = 500。 IE = 0.04 + 20 = 20.04 mA
例二: 某共射極電路的電流放大率β是100. 如果基極電流IB 是10 μA , 試計算集極電流IC
答案： Ic = 100 x 0.00001 = 0.001 A
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例三: 某共射極式放大器電路由下列零件製作而成：
NPN 電晶體，電流增益 β =200， VBE = 0.7 V
電池組，Vcc=10V
電池組，VBB = 2V
電阻器，RC = 1 kΩ
電阻器，RB = 100kΩ
(a) 試繪畫所製作的放大器電路。
(b) 基極電阻器的電壓是多少？
(c) 試計算基極電流和集極電流。
答案：(a) 右圖為該放大器電路。
(b) 基極電阻器的電壓VRB = 2 - 0.7 = 1.3 V
(c) 基極電流 IB = 1.3 / 100000 = 13 μA
集極電流 IC = 200 x 0.000013 = 2.6 mA
例四：
上圖示一電子開關電路及該電晶體的輸出特性圖。
(i) 計算燈泡的電阻值。
答案：R = V2 / P = 122 / 0.72 = 200 Ω.
(ii) 繪畫d.c.負載線於圖表上。
答案：d.c.負載線 : VCE = VCC - ICRL；
VCE = 12 - 200 IC
VCE = 0, IC = 60 mA.；IC = 0, VCE = 12 V.
(iii) 若輸入端X 的電壓是5 V d.c., 計算IB, IC, VCE, 及燈
泡的功率消耗P (VBE = 0.5 V)。
答案：IB = (VB - VBE) / RB
= (5 - 0.5) / 4500 = 1 mA.
根據輸出特性圖IB = 1 mA，IC = 45 mA ; VCE = 3V.
燈泡的功率消耗 = IC
2 R = 0.0452 x 200 = 0.405 W.
2. 自動偏壓共射極電路
(1) 輸入電流 IB =
B
CC BE
R
V −V
(2) 輸出電流 Ic = β IB
(3) 輸出電壓 Vce = Vcc – Ic RL
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輸入
例四：求右圖基極電阻RB , 集極電流Ic 及 集極電壓Vce。
答案: RB = 540000
.00001
6 0.6 =
− Ω；
Ic = 200 x 0.00001 = 0.002A；
Vce = 6 - 0.002 x 2000 = 2 V
例五：計算右圖共射極電路基極電阻RB 及 負荷電阻RL 的電
阻值. 假設靜態集極電壓Vce = 4.5V.
答案: RB = 840000
.00001
9 0.6 =
− Ω
4.5 = 9 - 120 x 0.00001 x RL；
RL = 3750 Ω
例六：求右圖基極電阻RB , 集極電流IC 及集極電壓 Vce .
答案: RB = 520000
.00001
6 0.8 =
− Ω
Ic = β IB = 120 x 0.00001 = 0.0012 A
Vce = 6 - 0.0012 x 3000 = 2.4 V
例七：下圖顯示某電電晶體放大電路和晶
體管的特性曲線，電晶體的VBE
和 β分別是0.6 V 和250。
(a) 試計算靜態基極電流和集極電流。
(b) 圖表上哪一條直流負載線正確？求負
載.RL 的數值。
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(c) 將下列繪圖抄在答題簿內，並按電路圖接駁該等元件。
答案：(a) (VCC - VBE) / RB = (12 - 0.6) / 380000
= 30 μA
IC = β IB = 250 x 30 x 10-6 = 7.5 mA.
(b) 靜態點在 IC = 7.5 mA 及 IB = 30 μA；
L2 是所需直流負載線。
∴7.5 = 12 – 0.0075 RL
RL = 600 Ω
(c)
例八：右圖共射極電路電晶體的VBE 是0.6 V，β 是50。
a. 試簡單解釋電容C1 及電阻RB 的功能。
答案: C1 是耦合電容器。其主要功能用來隔開放大器電
路和其它電路的直流電源，並讓交流訊號通過。
RB 是基極偏壓電阻，令電晶體基極從Vcc 處取得
正向偏壓。
b. 假設靜態集極電壓 VCE 是 6 V, 試計算
(i) 靜態 IC,
(ii) 靜態 IB, 及
(iii) RB 的電阻值。
答案: (i) 6 = 12 - Ic x 1000； Ic = 0.006 A [Vce = Vcc – Ic RL]
(ii) 0.006 = 50 x IB； IB = 0.00012 A [ Ic = β IB]
(iii) 12 - 0.6 = 0.00012 x RB； RB = 950000 Ω [ Vcc - Vbe = IB RB ]
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2. 共基極電路
(4) 電流放大率 α = δIC / δIE < 1
約 0.98；
(5) α = β / (1+β)
(6) β = α /(1−α)
3. 共集極電路
(7) 電流放大率 = β + 1
電晶體電路比較
放大器種類：
A 類放大器(360o 輸出), B 類放大器(180o 輸出) 及 C 類放大器(<180o 輸出)
放大器的負回輸
優點：改善頻率效應、減少放大訊號失真、增加放大的穩定性。
缺點：放大率減少
計算 AFB =
i
o
V
V
=
Aβ
A
1+
；A = 放大器的開環增益、β 為回輸係數。
輸入阻抗 Zi 輸出阻抗 Zo 套用 相位差
共基極電路 低 高 前級放大 0
共射極電路 中 中 聲頻放大 180, 相反
共集極電路 高 低 阻抗匹配 0
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例九：某放大器的開環增益是1000. 若回輸係數是5 %, 計算系統的總增益。
答案：AFB = A / (1 + Aβ )
= 1000 / ( 1 + 1000 x 0.05)
= 19.61
功率增益單位(dB) 分貝
Np = 10 log
Pi
Po
dB Nv = 20 log
Vi
Vo
dB Ni = 20 log
Ii
Io
dB
例十：某放大器的電壓增益是20 dB. 若輸入電壓是5 mV, 試計算輸出電壓.
答案：Nv = 20 log (Vo / Vi )
20 = 20 log ( Vo / 0.005 )
∴Vo = 0.05 V
例十一：某放大器的功率增益是10 dB. 若輸入功率是50 mW, 試計算輸出功率。
答案： Np = 10 log ( Po / Pi )
10 = 10 log ( Po / 0.05)
Po = 0.5 W
混算放大器
反相放大電路
非反相放大電路
