電子基礎知識

電晶體電子濾波器

在很多電子電路中,特別是一些小訊號放大電路,其電源往往會加入一級電晶體電子濾波器,其電路結構如圖j1,設圖的右邊是乙個與電子濾波效果一樣的普通rc濾波電路,則它們有以下關係:圖的左邊 uec=ib*r1+ueb=ib*r1

因為iec=β*ib (β為電晶體的直流放大係數)

所以有uec=(iec/β)*r1

圖的右邊uec=rec*iec 由於左右圖互相等效所以有

rec*iec=(iec/β)*r1得rec=r1/β

兩濾波器的濾波效能一般用r與c的乘積來衡量,所以有:

r1*c1=rec*c1'=(r1/β)*c1'

c1=c1'/β

由上式可知,電子濾波器所需的電容c1比一般rc濾波器所需電容少β倍.打個比方設電晶體的直流放大係數β=100,如果用一般rc濾波器所需電容容量為1000μf,如採用電子濾波器那麼電容只需要10μf就滿足要求了.

場效電晶體

現在越來越多的電子電路都在使用場效電晶體,特別是在音響領域更是如此,場效電晶體與電晶體不同,它是一種電壓控制器件(電晶體是電流控制器件),其特性更象電子管,它具有很高的輸入阻抗,較大的功率增益,由於是電壓控制器件所以雜訊小,其結構簡圖如圖c-a.

場效電晶體是一種單極型電晶體,它只有乙個p-n結,在零偏壓的狀態下,它是導通的,如果在其柵極(g)和源極(s)之間加上乙個反向偏壓(稱柵極偏壓)在反向電場作用下p-n變厚(稱耗盡區)溝道變窄,其漏極電流將變小,(如圖c1-b),反向偏壓達到一定時,耗盡區將完全溝道"夾斷",此時,場效電晶體進入截止狀態如圖c-c,此時的反向偏壓我們稱之為夾斷電壓,用vpo表示,它與柵極電壓vgs和漏源電壓vds之間可近以表示為vpo=vps+|vgs|,這裡|vgs|是vgs的絕對值.

在製造場效電晶體時,如果在柵極材料加入之前,在溝道上先加上一層很薄的絕緣層的話,則將會大大地減小柵極電流,也大大地增加其輸入阻抗,由於這一絕緣層的存在,場效電晶體可工作在正的偏置狀態,我們稱這種場效電晶體為絕緣柵型場效電晶體,又稱mos場效電晶體,所以場效電晶體有兩種型別,一種是絕緣柵型場效電晶體,它可工作在反向偏置,零偏置和正向偏置狀態,一種是結型柵型效應管,它只能工作在反向偏置狀態.

絕緣柵型場效電晶體又分為增強型和耗盡型兩種,我們稱在正常情況下導通的為耗盡型場效電晶體,在正常情況下斷開的稱增強型效應管.增強型場效電晶體特點:當vgs=0時id(漏極電流)=0,只有當vgs增加到某乙個值時才開始導通,有漏極電流產生.

並稱開始出現漏極電流時的柵源電壓vgs為開啟電壓.

耗盡型場效電晶體的特點,它可以在正或負的柵源電壓(正或負偏壓)下工作,而且柵極上基本無柵流(非常高的輸入電阻).

結型柵場效電晶體應用的電路可以使用絕緣柵型場效電晶體,但絕緣柵增強型場效管應用的電路不能用結型柵場效電晶體代替.

可控矽二極體

可控矽在自動控制控制，機電領域，工業電氣及家電等方面都有廣泛的應用。可控矽是一種有源開關元件，平時它保持在非道通狀態，直到由乙個較少的控制訊號對其觸發或稱「點火」使其道通，一旦被點火就算撤離觸發訊號它也保持道通狀態，要使其截止可在其陽極與陰極間加上反向電壓或將流過可控矽二極體的電流減少到某乙個值以下。

可控矽二極體可用兩個不同極性（p-n-p和n-p-n）電晶體來模擬，如圖g1所示。當可控矽的柵極懸空時，bg1和bg2都處於截止狀態，此時電路基本上沒有電流流過負載電阻rl，當柵極輸入乙個正脈衝電壓時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的基極電位進一步公升高，bg1的基極電位進一步下降，經過這乙個正反饋過程使bg1和bg2進入飽和道通狀態。電路很快從截止狀態進入道通狀態，這時柵極就算沒有觸發脈衝電路由於正反饋的作用將保持道通狀態不變。

如果此時在陽極和陰極加上反向電壓，由於bg1和bg2均處於反向偏置狀態所以電路很快截止，另外如果加大負載電阻rl的阻值使電路電流減少bg1和bg2的基電流也將減少，當減少到某乙個值時由於電路的正反饋作用，電路將很快從道通狀態翻轉為截止狀態，我們稱這個電流為維持電流。在實際應用中，我們可通過乙個開關來短路可控矽的陽極和陰極從而達到可控矽的關斷。

應用舉例

可控矽在實際應用中電路花樣最多的是其柵極觸發迴路，概括起來有直流觸發電路，交流觸發電路，相位觸發電路等等。

1。直流觸發電路：如圖g2是乙個電視機常用的過壓保護電路，當e+電壓過高時a點電壓也變高，當它高於穩壓管dz的穩壓值時dz道通，可控矽d受觸發而道通將e+短路，使保險絲rj熔斷，從而起到過壓保護的作用。

2。相位觸發電路：相位觸發電路實際上是交流觸發電路的一種，如圖g3，這個電路的方法是利用rc迴路控制觸發訊號的相位。

當r值較少時，rc時間常數較少，觸發訊號的相移a1較少，因此負載獲得較大的電功率；當r值較大時，rc時間常數較大，觸發訊號的相移a2較大，因此負載獲得較少的電功率。這個典型的電功率無級調整電路在日常生活中有很多電氣產品中都應用它。

什麼叫壓縮倍頻程

**訊號的頻率範圍為50hz--6.5mhz,共有18個倍頻程(50*2*2*2......),按照磁帶的重放特性,每提高乙個倍頻程訊號電平上公升6db,那麼**訊號的動態範圍就是6*18=108db,這遠遠超出磁帶的動態範圍.

為此要記錄**訊號就要壓縮倍頻程,在錄象機中是採用將**亮度訊號進行調頻記錄方式,通過控制調製指數使fm的頻偏在1.1mhz--7.8mhz內,這樣使倍頻程減少到少於3,因而適應磁帶記錄動態範圍的要求.

電路的響應

電路的工作狀態有兩種：一種是穩定狀態、一種是暫時狀態或叫暫態。在具有電容、電感的電路中，當電路的工作條件發生變化時，由於儲能元件儲能的變化，電路將從原來的穩定狀態經歷一定時間變換到新的穩定狀態，這一變換過程稱為過渡過程，電路的過渡過程通常是很短的，所以又稱暫態過程。

根據電路的激勵（電路中發生電流、電壓的起因）通過對電路的暫態分析來得到電路的響應（受激勵的作用在電路中所引起的電流與電壓稱為響應），由於激勵和響應都是時間的函式，所以這種分析有叫時域分析。

微分電路

電路結構如圖w-1，微分電路可把矩形波轉換為尖脈衝波，此電路的輸出波形只反映輸入波形的突變部分，即只有輸入波形發生突變的瞬間才有輸出。而對恆定部分則沒有輸出。輸出的尖脈衝波形的寬度與r*c有關（即電路的時間常數），r*c越小，尖脈衝波形越尖，反之則寬。

此電路的r*c必須遠遠少於輸入波形的寬度，否則就失去了波形變換的作用，變為一般的rc耦合電路了，一般r*c少於或等於輸入波形寬度的1/10就可以了。

積分電路

電路結構如圖j-1，積分電路可將矩形脈衝波轉換為鋸齒波或三角波，還可將鋸齒波轉換為拋物波。電路原理很簡單，都是基於電容的衝放電原理，這裡就不詳細說了，這裡要提的是電路的時間常數r*c，構成積分電路的條件是電路的時間常數必須要大於或等於10倍於輸入波形的寬度。

限幅電路

圖x是乙個限幅電路，在輸入端沒訊號輸入時由於二極體d反向連線，所以輸出電壓為零。當有脈衝訊號輸入時，如果這個脈衝的幅度足以電壓源e時，d就導通，這樣電路將輸出脈衝的最大值限制在e+0.6上（0.

6是d的正嚮導通壓降），也即e+0.6是此限幅器的門限電壓。

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