8 勇述 最近的器件被制成适合不同用途的各种外形。 功率放大器件需要大外形的封装,这是为了增大散热面积和与热沉(散热器) 的接触面积。 NEC 照片1.3高频器件 (为了改著高领特性,高颗器件需要政变封装结构。这是谊来性能而进化的结果} 在10年之前(约1981年左右),常常见到照片1.4所示的金属壳封装的器件 但在最近的器件变成照片1,1所示的塑料模压封装。 照片1,↓金属壳封装 (最近不常见到的金属充封装,在过去是高可靠的象征,而现在,塑模封装的可靠性更高 这是出于塑料模压封装的可靠性更好的缘故。过去觉得金属壳封装的器件可 靠性高,但现在,塑料模压封装的可靠性反而更高 小信号器件的外形是比较小的。但最近,有外形更小的趋势。这是为了进一
13晶体管和ET的近况 9 步减小封装面积。 高频器件,因为有必要尽量将引线(脚)做短,使得感抗和容抗成分接近于零, 所以采用照片1,3所示的特殊形状的封装(在照片中,可将引线长的腿切短之后使 用)。另外,为了进一步降低短引线的阻抗,引线本身的形状几乎都成为板状。 为了能在各白的用途上发挥最高的性能,最近的晶体管和下ET在外形上都作 了改进。 1.3.2内部结构的改进 I和LS1的结构是将晶体管或FET封装在其内部而成为现在样子的。这就 可以认为IC和LS1是含有电路技术的,是利用晶体管或FET技术改进而来的。 然而,在最近的晶体管和FET中,能够制作应用了LS1精密加工技术的器件 照片1.5是功率开关MOSFET的芯 片。该器件是在其内部将大量的小FET 并联连接起来的,每一个单元中流过的电 流很小,防止局部的电流集中(若电流局部 集中,则器件就损坏),同时改善高频特性 目前的功苹开关MOSFET几平都是这种 结构。 另外,在大部分的高速开关晶体管内 部,将大量的晶体管并联连接起来。高顿 片1.5功率开关MOSFET芯片 功率放大品体管的一部分也采用同样的 〔在该芯片内部,将许多小器件并联连接,以 结构。 提高芯片的性能,完全像存储器C的芯片 在UHF频带和微波频带等高频范围 一样。这种微细加工技术是从1C和1S转 移过来的) 使用的称为MES FET(MEtal Semi- condnetor FET)和HEMT(High Electron Mobility Transistor,高迁移率晶体管 的器件中,必须使用精确控制杂质和牡m级正确尺寸精度的技术。这些技术也是 由IS1反馈而来的。 1.3.3晶体管和FET的优势 最近的品体管和FET,因为吸收了1C和LS1的技术面不断取得进步,所以若 1C和LSI的性能变得越来越好,晶体管和FET的性能也就变得越来越好。 并且,这些超高性能的品体管和FET可以用在模拟电路(如:大功率电路,高 压电路,低噪声电路、高精度电路和高频电路等)方面。这些电路仅用C和LS1还 不能制作
10 第1章版述 可见,晶体管和FET不是被IC和LSI所排斥,相反,它吸取了LSI的技术,在 IC和LSI中不能制作的、最先进的模拟电路中找到了生存的空间。 虽然本书介绍的是晶体管电路的最基本的内容,但最先进的电路也好,基本电 路也好,它们的工作原理是相同的。如果扎实地掌握了基础知识,就能拳握设计最 先进电路的技术
第2章 放大电路的工作 本章对共发射极电路进行实验。晶体管如何放大信号?这是个要追根究底的 话题。总之,不管怎样的连接,先让我们来观察它的工作情况,再开始我们的讨论 吧! 2.1观察放大电路的波形 2.1.15倍的放大 放大电路的作用是将小信号放大为大信号。例如,将0.1V的信号提高为1V 信号一即是放大。 首先,用晶体管组成一般的放大电路,并用示波器对各部分的工作波形进行观察。 图2.1是进行实验的电路。看一下晶体管就知道,晶体管有三个端子,分别是 基极、发射极和集电极。在图.2.1的电路中,基极为输人,集电极为输出,发射极为 公用(地)端。因此,称图2.1的电路为共发射极放大电路(Common Emitter Am plifier)。作为信号放大用IC的有名的OP放大器,在其内部起放大作用的部分电 路当中,使用的就是共发射极放大电路。 直流电廊 形ac+15V of出 发射极 25C2458 接地(信号共用 图2.1实验用的放大电路 用一只晶体管进行上作的典的共发射极板大电路】
第2登成大电路的丁作 照片2.1是将图2,1的电路封装在通用印制板上的放大电路。如果操作熟练 的话,这种电路10分钟就能封装(焊接)完毕 照片2.1实验用单品体臂放大电路 (该电路儿乎是原尺寸大小如果品体管采用小信号放大NPN品体管,孩电路就大 体上能够使用) 45.00 在该电路中,当输入信号是由实验用 的正弦波发生器产生的1kH么1V,的正 弦波信号时,其输入输出波形如照片2.2 所示。 输入信号为1V,输出信号物的 振幅(波形上下之间的值)为5V。,这个电 路的电压放大倍数A,为5。如果用对数 照片2.2输入电压与输出 来表示,则为201g5≈14dB。 电压,的波形(200us/dw.1V/dw) 为]V。为5V,是5倍的应大,因 仔细对波形进行观察可知,输出波形 为周期为1m,信号的频为1k比,与的 的相位相对干输人波形有180°的改变(波 相位相反】 形反转)。 2.1.2基极偏置电压 照片2.3是输人信号珠与晶体管基极电位4的波形。 丝的振幅和相位完全与,相同,粉的波形是在交流成分上叠加约2.6V(在照 片中为2.62V)的直流电压的波形, 该直流电压称为基极偏置电压,产生偏置电压的电路(在该电路中,为R与 R:)称为偏置电路 所谓偏置(bis)是“偏离”的意思,在图2.1的电路中,将基极电位偏离了直流 2.6V,故有这样的称呼