三极管
本系列文章主要学习《新概念模拟电路》中的知识点。在工作过程中，碰到一些问题，于是又翻阅了模电这本书。我翻阅的是ADI出版的，西安交通大学电工中心杨建国老师编写的模电书。
<模电>和《数电》这两本书是电子学的专业基础课，其中《模电》晦涩难懂，很多人在大学本科期末考时最害怕的科目之一。本人知识较为浅薄，跟行业内的前辈们比，本人简直是望其项背。但是我希望我以自己较为浅薄的理解方式可以帮助大家较快的理解《模电》。编写笔记时，我会按照自己的理解写一些内容，如若有描述不当之处，还望指明。
文章目录
- 三极管
- 前言
- 一、三级管是什么？
- 二、基本放大电路分析
- 1.静态分析
- 2.动态分析-微变等效模型
- 在这里插入图片描述
- 动态分析-图解法
- 总结
前言
《模电》核心开篇以扬声器为例，将我们发出的声音怎么通过一个设备进行放大的过程。如何对信号进行有效放大并滤除杂散信号呢？这就是《模电》书籍要介绍的技术手段，讲述如何实现它，并怎么设计对应的电路。而三极管就是一个可以对信号进行放大的半导体器件。与之前学过的电阻、电容等器件相比，半导体器件是由PN结构成，其受温度影响很大。但是它可以对信号进行放大，也可作为开关使用。
一、三级管是什么？
本文不涉及三极管的工艺，不讲解其内部的构建原理等事项。主要是讲解三极管的一些使用等相关知识，分为NPN和PNP两种不同类型的三极管，如下所示：
三极管是一种电流控制型器件，另一种常用的晶体管是MOS管，后者是电压控制型器件。
三极管的电流放大关系：
从以上公式和三极管的示意图，我们可以清楚看到该器件可对输入的电流iB进放大。那么该器件是否可以实现无限的放大呢？显然是不可以的，我们学过的所有知识基本都会有一个限制有一个条件。那么三极管工作在放大状态有什么条件呢？它除了工作在放大状态还可以工作在什么状态呢？以NPN三极管来分析其伏安特性曲线，晶体管根据输入和输出可区分为输入特性曲线和输出特性曲线。
输入特性曲线分析：与二极管的伏安特性曲线很相似
输入端口的电压Ube存在一个截至电压，必须大于该电压，方可产生一个基极电流，只有存在输入电路，三极管方可放大。——即发射级正偏
输出特性曲线：从输出特性曲线可看到，三极管的工作状态可分为：
①截至区：即Ube小，无法打开管子，进入到了截至区。
②放大区：Uce要大于Uces（大于Ube），即集电极需要反偏
③饱和区：Uce过小会进入到饱和区域。
④不安全区：Uce过大
温度对晶体管的影响：输入特性左移，输出特性上移。
二、基本放大电路分析
上图为最简单的信号放大电路，是一个共射级放大电路，Eb和Ec的作用是给三极管提供一个静态工作点！根据前面的输入和输出特性曲线可知，三极管工作在放大状态是有条件的，因此增加两个直流电源的目的主要是保证晶体管满足发射极正偏，集电极反偏的工作条件！
1.静态分析
小信号放大的过程如下所示！图1是我们需要放大的交流信号，首先第一步就是要将该信号通过EB抬高到对应的工作点，Ube通过输入电阻和三极管即可得到iB，如图4所示；通过三极管的电流关系后即可得到图5、6，最后经过Rc即可得到输出放大的电压信号！
2.动态分析-微变等效模型
静态分析的目的是分析放大电路的静态工作点，而动态分析则需要计算出电路的输入电阻、输出电阻和电压放大倍数三个参数。H参数模型分析基本放大电路时，可以将B和E之间视为一个电阻，C和E之间视为一个受控源，受控源的电流大小由输入端口电流大小决定。
设计放大电路时候需要将交流小信号耦合到直流信号之上，因此就需要设计耦合电路，目前耦合电路的类型有阻容耦合、变压器耦合和光电耦合等。其中阻容耦合使用的较多，如下所示，两电容是为了实现信号的耦合。
基于上面的微变等效模型即可得到动态等效电路
动态分析-图解法
提示：这里对文章进行总结：
运放电路的Rb和Eb可得到一个输入负载线，负载线和三极管的输入特性曲线之间会有交点Q点，该点就是静态工作点Q。因此绘制出输入负载线后，通过三极管的输入特性曲线即可得到Q点的具体数值。
运放电路的Rc和Ec可得到一个输出负载线，负载线和三极管的输出特性曲线之间会有交点Q点，如下图所示。对于放大电路不同的输出特性曲线得到不同的Q点，IB越小，则Q点越小，越靠近截至区；IB越大越容易进入到饱和区。
三极管具有4个工作状态，除开不安全的工作状态外，还有截至区、饱和区和放大区三种工作状态；我们需要对一个小信号实现不失真的放大，显然不失真很重要！那我们如果设计电路时候不考虑合适的静态刚工作点即会使其出现波形失真的情况，主要分为截止失真和饱和失真。
如下所示，截止失真削顶，饱和失真削底。静态工作点最理想的状态是处于中间点，即(VCC-VCES)/2+VCES，最大不失真裕度为VCEQ-VCES和VCEQ-VCC之间插值中的最小值的有效值（即峰峰值除以）。
总结
①四电阻提供静态工作点，尽量保证了该放大电路的静态工作点由电阻网络决定，即其温度稳定性更好。
②静态工作点选择主要是从增大不失真裕度以及降低功耗两个角度出发，前者要求其最好是工作中间状态，后者要求其ICQ尽量小。（低功耗和抗干扰能力是相矛盾的）