《圖解電晶體實用電路》是2004-01-01科學出版社出版的圖書，作者是富山忠宏 著 周南生 譯。本書主要介紹電晶體的基礎，二極體的基本電路，雙極型電晶體的基本電路、基本放大電路、實用電路等。
基本介紹
- 書名：圖解電晶體實用電路
- 作者：富山忠宏 著 周南生 譯
- ISBN：9787030126139
- 頁數： 245
- 出版社： 科學出版社
- 出版時間：2004-01-01
- 裝幀：平裝
內容簡介,圖書目錄,半導體三極體,電力電晶體,光電晶體,雙極電晶體,雙極結型電晶體,場效應電晶體,公式,公式說明,適用範圍,
內容簡介
《圖解電晶體實用電路》採用大量圖示的方法，對電路的原理、基本思路及其工作情況進行了詳細的介紹。另外，《圖解電晶體實用電路》中作為例子給出的電路，都經過工作檢驗，只要按照圖示裝配電路，就能正確地工作。 《圖解電晶體實用電路》既可作為電子線路初學者的入門書，也可供從事電路設計、電路組裝的技術人員參考。
圖書目錄
第1章 二極體的基礎
1.1 二極體的工作原理
晶體二極體為一個由p型半導體和n型半導體形成的pn結，在其界面處兩側形成空間電荷層，並建有自建電場。當不存在外加電壓時，由於pn ；結兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處於電平衡狀態。當外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。當外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進一步加強，形成在一定反向電壓範圍內與反向偏置電壓值無關的反向飽和電流I0。當外加的反向電壓高到一定程度時，pn結空間電荷層中的電場強度達到臨界值產生載流子的倍增過程，產生大量電子空穴對，產生了數值很大的反向擊穿電流，稱為二極體的擊穿現象。pn結的反向擊穿有齊納擊穿和雪崩擊穿之分。
1.2 二極體的電壓電流特性
1.3 二極體的種類與特點
二極體種類有很多，按照所用的半導體材料，可分為鍺二極體（Ge管）和矽二極體（Si管）。根據其不同用途，可分為檢波二極體、整流二極體、穩壓二極體、開關二極體、隔離二極體、肖特基二極體、發光二極體、矽功率開關二極體、旋轉二極體等。按照管芯結構，又可分為點接觸型二極體、面接觸型二極體及平面型二極體。點接觸型二極體是用一根很細的金屬絲壓在光潔的半導體晶片表面，通以脈衝電流，使觸絲一端與晶片牢固地燒結在一起，形成一個“PN結”。由於是點接觸，只允許通過較小的電流（不超過幾十毫安），適用於高頻小電流電路，如收音機的檢波等。面接觸型二極體的“PN結”面積較大，允許通過較大的電流（幾安到幾十安），主要用於把交流電變換成直流電的“整流”電路中。平面型二極體是一種特製的矽二極體，它不僅能通過較大的電流，而且性能穩定可靠，多用於開關、脈衝及高頻電路中。
1.4 二極體的規格與讀法
第2章 電晶體的基礎
2.1 電晶體的工作原理
電晶體（transistor）是一種固體半導體器件，可以用於檢波、整流、放大、開關、穩壓、信號調製和許多其它功能。電晶體作為一種可變開關，基於輸入的電壓，控制流出的電流，因此電晶體可做為電流的開關，和一般機械開關（如Relay、switch）不同處在於電晶體是利用電訊號來控制，而且開關速度可以非常之快，在實驗室中的切換速度可達100GHz以上。
2.2 電晶體的特性
2.3 電晶體的種類
半導體三極體
半導體三極體主要分為兩大類：雙極性電晶體（BJT）和場效應電晶體（FET）。電晶體有三個極；雙極性電晶體的三個極，分別由N型跟P型組成發射極（Emitter）、基極 (Base) 和集電極（Collector）；場效應電晶體的三個極，分別是源極（Source）、柵極（Gate）和漏極（Drain）。電晶體因為有三種極性，所以也有三種的使用方式，分別是發射極接地（又稱共射放大、CE組態）、基極接地、集電極接地。最常用的用途應該是屬於訊號放大這一方面，其次是阻抗匹配、訊號轉換……等，電晶體在電路中是個很重要的組件，許多精密的組件主要都是由電晶體製成的。
三極體的導通 三極體處於放大狀態還是開關狀態要看給三極體基極加的直流偏 置，隨這個電流變化，三極體工作狀態由截止-線性區-飽和狀態變化而變， 如果三極體Ib（直流偏置點）一定時，三極體工作線上性區，此時Ic電流的變化只隨著Ib的交流信號變化，Ib繼續升高，三極體進入飽和狀態，此時三極體的Ic不再變化，三極體將工作在開關狀態。
三極體為開關管使用時工作在飽和狀態1，用放大狀態1表示不是很科學。
請對照三極體手冊的Ib；Ic曲線加以參考我的回答來理解三極體的工作狀態，三極體be結和ce結導通三極體才能正常工作。
如果三極體沒有加直流偏置時，放大電路時輸入的交流正弦信號正半周時，基極對發射極而言是正的，由於發射結加的是反向電壓，此時沒有基極電流和集電極電流，此時集電極電流變化與基極反相，在輸入電壓的負半周，發射極電位對於基極電位為正的，此時由於發射極加的是正向電壓，才有基極和集電極電流通過，此時集電極電流變化與基極同相，在三極體沒有加直流偏置時三極體be結和ce結導通，三極體放大電路將只有半個波輸出將產生嚴重的失真。
電晶體被認為是現代歷史中最偉大的發明之一，在重要性方面可以與印刷術，汽車和電話等發明相提並論。電晶體實際上是所有現代電器的關鍵活動（active）元件。電晶體在當今社會的重要性，主要是因為電晶體可以使用高度自動化的過程，進行大規模生產的能力，因而可以不可思議地達到極低的單位成本。
雖然數以百萬計的單體電晶體還在使用，但是絕大多數的電晶體是和電阻、電容一起被裝配在微晶片（晶片）上以製造完整的電路。模擬的或數字的或者這兩者被集成在同一塊晶片上。設計和開發一個複雜晶片的成本是相當高的，但是當分攤到通常百萬個生產單位上，每個晶片的價格就是最小的。一個邏輯門包含20個電晶體，而2005年一個高級的微處理器使用的電晶體數量達2.89億個。
電晶體的低成本、靈活性和可靠性使得其成為非機械任務的通用器件，例如數字計算。在控制電器和機械方面，電晶體電路也正在取代電機設備，因為它通常是更便宜、更有效地，僅僅使用標準積體電路並編寫電腦程式來完成同樣的機械任務，使用電子控制，而不是設計一個等效的機械控制。
因為電晶體的低成本和後來的電子計算機、數位化信息的浪潮來到了。由於計算機提供快速的查找、分類和處理數字信息的能力，在信息數位化方面投入了越來越多的精力。今天的許多媒體是通過電子形式發布的，最終通過計算機轉化和呈現為模擬形式。受到數位化革命影響的領域包括電視、廣播和報紙。
電力電晶體
電力電晶體按英文Giant Transistor直譯為巨型電晶體，是一種耐高電壓、大電流的雙極結型電晶體（Bipolar Junction Transistor—BJT），所以有時也稱為Power BJT；其特性有：耐壓高，電流大，開關特性好，但驅動電路複雜，驅動功率大；GTR和普通雙極結型電晶體的工作原理是一樣的。
光電晶體
光電晶體（phototransistor）由雙極型電晶體或場效應電晶體等三端器件構成的光電器件。光在這類器件的有源區內被吸收，產生光生載流子，通過內部電放大機構，產生光電流增益。光電晶體三端工作，故容易實現電控或電同步。光電晶體所用材料通常是砷化鎵（CaAs），主要分為雙極型光電晶體、場效應光電晶體及其相關器件。雙極型光電晶體通常增益很高，但速度不太快，對於GaAs-GaAlAs，放大係數可大於1000，回響時間大於納秒，常用於光探測器，也可用於光放大。場效應光電晶體回響速度快（約為50皮秒），但缺點是光敏面積小，增益小（放大係數可大於10），常用作極高速光探測器。與此相關還有許多其他平面型光電器件，其特點均是速度快（回響時間幾十皮秒）、適於集成。這類器件可望在光電集成中得到套用。
雙極電晶體
雙極電晶體（bipolar transistor）指在音頻電路中使用得非常普遍的一種電晶體。雙極則源於電流系在兩種半導體材料中流過的關係。雙極電晶體根據工作電壓的極性而可分為NPN型或PNP型。
雙極結型電晶體
雙極結型電晶體（Bipolar Junction Transistor—BJT）又稱為半導體三極體，它是通過一定的工藝將兩個PN結結合在一起的器件，有PNP和NPN兩種組合結構；外部引出三個極：集電極，發射極和基極，集電極從集電區引出，發射極從發射區引出，基極從基區引出（基區在中間）；BJT有放大作用，重要依靠它的發射極電流能夠通過基區傳輸到達集電區而實現的，為了保證這一傳輸過程，一方面要滿足內部條件，即要求發射區雜質濃度要遠大於基區雜質濃度，同時基區厚度要很小，另一方面要滿足外部條件，即發射結要正向偏置（加正向電壓）、集電結要反偏置；BJT種類很多，按照頻率分，有高頻管，低頻管，按照功率分，有小、中、大功率管，按照半導體材料分，有矽管和鍺管等；其構成的放大電路形式有：共發射極、共基極和共集電極放大電路。
場效應電晶體
場效應電晶體（field effect transistor）利用場效應原理工作的電晶體。英文簡稱FET。場效應就是改變外加垂直於半導體表面上電場的方向或大小，以控制半導體導電層（溝道）中多數載流子的密度或類型。它是由電壓調製溝道中的電流，其工作電流是由半導體中的多數載流子輸運。這類只有一種極性載流子參加導電的電晶體又稱單極型電晶體。與雙極型電晶體相比，場效應電晶體具有輸入阻抗高、噪聲小、極限頻率高、功耗小，製造工藝簡單、溫度特性好等特點，廣泛套用於各种放大電路、數字電路和微波電路等。以矽材料為基礎的金屬?氧化物?半導體場效應管（MOSFET)和以砷化鎵材料為基礎的肖特基勢壘柵場效應管（MESFET ）是兩種最重要的場效應電晶體，分別為MOS大規模積體電路和MES超高速積體電路的基礎器件。
2.4 電晶體的規格
第3章 二極體的基本電路
3.1 小信號二極體的電路
3.2 與電源有關的二極體電路
3.3 與光有關的二極體電路
第4章 雙極型電晶體的基本電路
4.1 電晶體的等效電路與四端參數
4.2 電晶體的接地方式與特點
4.3 電晶體的偏置電路
第5章 雙極型電晶體的基本放大電路
5.1 電晶體開關電路
5.2 低頻放大電路
5.3 高頻放大電路
5.4 功率放大電路
5.5 負反饋放大電路
第6章 雙極電晶體的實用電路
6.1 脈衝電路
脈衝電路的基本知識
在數字電路中分別以高電平和低電平表示1狀態和0狀態。此時電信號的波形是非正弦波。通常，就把一切既非直流又非正弦交流的電壓或電流統稱為脈衝。
圖Z1601表示出幾種常見的脈衝波形，它們既可有規律地重複出現，也可以偶爾出現一次。
脈衝波形多種多樣，表征它們特性的參數也不盡相同，這裡，僅以圖Z1602所示的矩形脈衝為例，介紹脈衝波形的主要參數。
（1）脈衝幅度Vm--脈衝電壓或電流的最大值。脈衝電壓幅度的單位為V、mV，脈衝電流幅度的單位為A、mA。
（2）脈衝前沿上升時間tr--脈衝前沿從0.1Vm上升到0．9Vm所需要的時間。單位為ms、μs、ns。
（3）脈衝後沿下降時間tf--脈衝後沿從0.9Vm下降到0.1Vm所需要的時間。單位為：ms、μs、ns。
（4）脈衝寬度tk--從脈衝前沿上升到0.5Vm處開始，到脈衝下降到0.5Vm處為止的一段時間。單位為：s、ms、μs或ns。
（5）脈衝周期T--周期性重複的脈衝序列中，兩相鄰脈衝重複出現的間隔時間。單位為：s、ms、μs。
（6）脈衝重複頻率--脈衝周期的倒數，即f =1/T，表示單位時間內脈衝重複出現的次數，單位為Hz、kHz、MHz。
（7）占空比tk/T--脈衝寬度與脈衝周期的比值，亦稱占空係數。
6.2 直流電路
直流電路就是電流的方向不變的電路，直流電路的電流大小是可以改變的。電流的大小方向都不變的稱為恆定電流。
由歐姆定律I=U/R的推導式R=U/I或U=IR不能說導體的電阻與其兩端的電壓成正比，與通過其的電流成反比，因為導體的電阻是它本身的一種性質，取決於導體的長度、橫截面積、材料和溫度、濕度，即使它兩端沒有電壓，沒有電流通過，它的阻值也是一個定值。（這個定值在一般情況下，可以看做是不變的，因為對於光敏電阻和熱敏電阻來說，電阻值是不定的。對於一般的導體來講，還存在超導的現象，這些都會影響電阻的阻值，也不得不考慮。）導體中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比（I=U/R) 。
標準式：R=U/I 部分電路歐姆定律公式： I=U/R或I= U/R= GU(I=U/R)。
I=Q/t 電流=電荷量/時間(單位均為國際單位制）也就是說：電流=電壓/ 電阻或者電壓=電阻×電流『只能用於計算電壓、電阻，並不代表電阻和電壓或電流有變化關係』
適用範圍
歐姆定律適用於金屬導電和電解液導電，在氣體導電和半導體元件等中歐姆定律將不適用。
含有電源的閉合電路。
公式
I=E/(R+r)=(Ir+U)/(R+r)
I-電流安培（A） E-電動勢伏特（V） R-電阻歐姆（Ω）
r-內電阻歐姆（Ω） U-電壓伏特（V）
公式說明
其中E為電動勢,R為外電路電阻，r為電源內阻，內電壓U內=Ir,E=U內+U外。
適用範圍
只適用於純電阻電路路端電壓與外電阻的關係。
①當外電阻R增大時，根據I=E/(R+r)可知，電流I減小(E和r為定值)，內電壓Ir減少，根據U=E-Ir可知路端電壓U增大。
特例：當外電路斷開時，R=∞，I=0，Ir=0，U=E。即電源電動勢在數值上等於外電路開路時的電壓。
②當外電阻R減少時，根據I=E/(R+r)可知，電流I增大(E和r為定值)，內電壓Ir增大，根據U=E-Ir可知路端電壓U減小。
6.3 正弦波振盪電路
6.4 調製電路
6.5 與頻率有關的電路
6.6 電壓穩定化電源電路
參考文獻
