單晶體管模型

根據(jù)摻雜不同可以分為NPN管和PNP管，有E（發(fā)射極）、B（基極）、C（集電極）三個極，兩個PN結(jié)（發(fā)射結(jié)和集電結(jié)）。以NPN管為例，發(fā)射區(qū)電子濃度高會擴(kuò)散到基區(qū)形成發(fā)射極電流IE；基區(qū)相當(dāng)于水龍頭的閥門，薄且空穴濃度低，少部分?jǐn)U散來的電子會與空穴復(fù)合形成積極電流IB；集電區(qū)面積很大，加上正壓后擴(kuò)散到基區(qū)的電子大部分會漂移到集電區(qū)，形成集電極電流IC。IC比IB大很多，因而可以起到放大作用，IC=β*IB。

根據(jù)兩個PN結(jié)的偏置狀態(tài)，BJT會處于截止、放大和飽和狀態(tài)。

對應(yīng)的輸出特性曲線如下：

因為共射極接法可以放大電壓和電流，使用最廣，因此下面主要以NPN BJT的CE接法分析。

共射極電路的信號輸入在基極，輸出在集電極，發(fā)射極既在輸入回路，也在輸出回路，因此叫共射極，Common Emiter（CE），典型共射極放大電路如下。需要滿足發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏的前提條件，因此需要在B極上加上直流偏置，保證晶體管打開，C極上加電壓提供能量，輸入的交流小信號加載在直流偏置上后，被“馱“到一個相對高的電平，大于VBE的開啟電壓Uth后，開始放大。集電極的輸出電平也會有一個很高的直流分量，因此需要隔直電容濾掉直流分量，得到輸入交流信號的放大信號。這些直流分量就是通常說的靜態(tài)工作點，也是放大電路工作的前提。

在靜態(tài)工作點，VBE=VBB-IB*RB；VCE=VCC-IC*RC；IC=β*IB。因此VBE與IB同向，VCE與IC反向，IC與IB同向，輸出uo與輸入ui反向。在靜態(tài)的基礎(chǔ)上加上輸入信號的微小擺幅，輸出信號就在特性曲線上移動，擺出正弦波信號。輸入電阻Ri=RB+Rbe+Rbb，輸出電阻Ro=RC。

輸入電阻上的電流產(chǎn)生的壓降會損耗輸入信號的幅值，因此輸入電阻一般越大越好，保證輸入信號衰減小；輸出電阻上的電流產(chǎn)生的壓降會損耗輸出信號的幅值，因此輸出電阻越小越好，保證能量都能輸出到負(fù)載。MOSFET與BJT相比，信號輸入的Gate與PN結(jié)之間有絕緣的SiO2完全隔開，輸入電阻相當(dāng)于∞，并且導(dǎo)通阻抗Rdson非常小，現(xiàn)代電路大多采用MOS管結(jié)構(gòu)。

放大原理與BJT一樣，G-B，S-E，D-C，和BJT一一對應(yīng)，一般采用共源極接法。

查分放大電路

電路中用的最廣的當(dāng)屬運算放大器，很多課本上只教了符號，但是沒講運算放大器是怎么實現(xiàn)的，以及為什么會有“虛短“和”虛斷“。

兩個MOS管結(jié)構(gòu)完全一樣，各電阻也對稱設(shè)置，則兩個MOS管的靜態(tài)工作點也一樣，各項電氣參數(shù)相同。對于大小相等，極性相同的共模信號，uo=0。對于大小相等，極性相反的差模信號，Δuo=2*Δud。因為輸入信號都接在Gate，因此電流為零，此為“虛斷“；兩個管子對稱，參數(shù)一致，兩個Gate電壓相同，此為”虛短“。在此基礎(chǔ)上就得到運算放大器。

在運算放大器基礎(chǔ)上，利用閉環(huán)反饋，就可以實現(xiàn)反向同向、加減法、積分微分、指數(shù)對數(shù)等運算。這里較為簡單，就不再詳細(xì)解釋了。