科技英语翻译**。
专业：电子信息工程。
班级：电信0901
学号：姓名：
第一章。晶体管放大器。
摘要。。2023年晶体管的发明大大扩大了电子电路所固有的发展可能性。从那时起各种各样的半导体器件在大部分应用中很大程度上取代了真空电子管。
两种真空管，在附录a中讨论过的，和放大器都是非线性器件，在电路中通过给定的伏安特性曲线使用**分析法来确定他们的电子特性。这样的分析在细节上对于电压控制器件像三极管和场效应管跟电流控制器件像结型晶体管在原则上没什么不同。此外，在两种情况下都可以做有用的等效电路代换，这对电路分析是非常有效的。
场效应管作为一个放大器来进行工作在图1-1所示的采用一个p沟道的场效应管的基本放大电路的帮助下验证起来是非常容易的。在这个电路中漏极保持一个相对于源电池的负电位而栅极则是在栅极偏压电池的作用下偏向正电位。栅极电压的变化起因于一个输入信号产生的在漏极电流的变化，观察到的是一个电压信号在负载电阻rl 上产生的变化。
电路的分析在通常情况下使用基尔霍夫定律，除此之外，由于场效应管的伏安特性是非线性的，解决方法就是使用图表表示法来实现。输出电路的电压方程式为。
2 图1-1 基本p沟道场效应管放大器。
可以被换成如下形式。
方程（1-2）可以在场效应管的漏极特性曲线上画成一条直线，有两个节点， ,和，。实际上，它就是的伏安特性曲线，也叫做负载线。
负载线和场效应管的漏极特性曲线反映了两未知量和的关系。通过如图1-2那样把负载线划在漏极特性曲线上，与每个门电压相关的漏极电流通过负载线和特性曲线的交点给出。
静态工作点是负载线与相关于门偏电压的特性曲线的交点。随着门电压与所加的输入信号一致的变化，沟道电流沿着负载线往回偏移，确保方程（1-2）在每一时刻都满足。例如，在图1-2中一个的输入信号引起沟道电流改变约为，从而引起一个6 v的输出信号。
也就是说，该电路把输入信号放大了15倍。
注意到输入功率是非常小的，应为门电流是微不足道的。与此相比，输出功率等于沟道电流变化量与沟道电压变化量的乘积，是相当可观的。这个功率**于加在漏极端的电池，v,这由像门阀运动控制。
在大多数的电路中一个独立的栅极偏置电池在经济上来讲是不切实际的。而是可以在栅极偏置可以通过插入一个与之相连的电阻来获得，如图1-3所示。
栅极电势通过一个分压器与漏电压源相连而得到。然后电流通过源电阻使得栅极偏置在适当的极性和大小，以维持住在反向偏压下的栅极结点。该电路有一个有用的特征，那就是，例如，如果环境温度的变化增加了漏极电流，通过源电阻的电压降就会增强栅极偏置，这就使得漏电流会回归初始值。
也就是说，漏极电流和工作点相对于外界影响保持稳定。
注意，源电阻与一个大电容并联来防止在源电阻上通过的交变漏电流所形成的交流信号不至于出现在栅极电流中。同时，输入输出电路中都包含着电容，用以把放大器与能够改变工作点的外部直流电压相隔离开来。
从输出电路中直流电压降的角度写出可以确定工作点的负载线方程，1-3)
然而，由于栅极偏置电压未知，相对于以前简单的电路分析，其他的关系也是必需的。这是通过输入电路的直流电压下降发现的，1-4)
两个方程式可能被化成相同的形式，负载线来自方程1-3，1-5)
偏置线来自于方程1-4，1-6)
注意方程1-5与方程1-2是类似的，同时方程1-6也有相同的形式。这些表达形式与fet的伏安特性曲线一起表达了3个未知量，id和的关系，并以图表形式解决了。
偏置线，方程1-6，是在如图1-4中的转移特性曲线的一条直线。同时交叉点很快的给出了漏极电流和栅极电压的值。然后漏极电压是通过栅极偏置电压曲线与画在漏极特性曲线中的负载线的交点而得到的。
于是，工作点就完全的确定了。
加在栅极间的输入信号在漏极电流上产生相应的变化，正如图1-4中的转换特性曲线所显示的。正如在先前的电路中，漏极信号电流通过负载电阻产生一个输出信号。这个在图1-4中通过把ac间的负载线画在漏极特性曲线上的**法获得。
ac间的负载线简单的同如图（1-5）中dc间的负载线，而源极电阻器被设定为零来解释源极旁路电容器在信号频率时的分流作用。
注意到一个正弦的输入信号得到一个更大振幅的输出信号。然而，由于转移特性曲线是弯曲的，输出波形并不是输入波形准确的放大复制。这一失真通过合适的电路设计和适合的静态工作点的选择而忽略。
在图1-4中同样注意到，栅极电压的增加导致输出电压的降低。这意味着电路在输入和输出间引入了180度的相移。
如图1-3是消除电阻后的简化版电路。得到了相当合适的工作点，但是因为源电阻通常要求必需尽量小，来得到正确的栅极偏置，这个电路并不是非常稳定的，对于伴随着环境温度的改变或提供的电势的变化，工作点也会变化伴随着温度的变化。在任何一个电路中，常常证明是更加方便的方法是利用试凑法来找到工作点，而不是利用**法。
这是通过先选择一个合适的栅极偏置电压值，，并由漏极特性估算出。这个值通常用来由偏置特性计算，见方程（1-6），并与初始估值相比较。如果两者吻合，则工作点确定；如果不吻合，为取一个重新估计的值然后重复上述过程。
通常，两三次实验就足以获得满意的结论了。
在电路中测量关于源极的电极电压采用源极偏置的方法是十分不便的。特别是在电路中有用到不止一个晶体管时。相反，惯例是将所有电位接到一个公共点，即为地。
地点通常认为是电中性的，例如，两个独立的电路的地点相连不影响任何一个电路的操作。图1-3即为一个典型的地点的电路符号应用，在低输入端，输出端和源电阻底端的交点处。
与覆盖了全频段电压的漏极特性相比较，一个场效应管放大器所适用的非常频繁的信号幅度还是很小的。在这种情况下**分析场效应管的性能是错误的，因为漏极特性没有给出足够的精度。一个更为合适的方法是利用可以使用传统电路分析方法的等效电路来替代场效应管电路。
在**法确定工作点后，由于场效应管是线性原件，小信号而引起工作点的偏移，随着信号的流失，电流取决于两端栅极电压。因此，一个远离操作点的小的漏极电流可写为：
此时的和为两电极的点位，，为常量。
是漏电阻的等效比。
相似的，给出了漏极电流在电压门的变化量，它具有电导的规模，被称作为相互跨导。
漏极电流的总变化，由（1-7）（1-8）（1-9）：
考虑到微小的操作点偏移，所以交流信号可由（1-10）导出：
这个表达法说明电流电路方程与发电机并联电阻如图1-5所示，由（1-11）直接总结了电流在节点中所产生的量。指出1-5是fet的等效电路。注意它对牛顿等效电路的配置问题在第一段中进行了讨论，统一了fet的恒定特性。
相互间的跨导和漏极电阻被称为场效应管的小信号参数。相互间的跨导正好是转移特性曲线在静态工作点的斜率，漏极电阻是漏极特性曲线在静态工作点的倒数。在表1-1中给出了小信号参数的典型值，是一些不同类型的场效应管的对比结果。
然而，在场效应管的设计时，一个更广泛的参数值需要考虑。实际上，由于场效应管是非线性元件，小信号的测量也可以通过直流漏极电流，如图1-6。基于这一原因，通过**法估计静态工作点的，通常是有必要的。
根据图1-6通过选择静态工作点可以获得相当可观的小信号参数的变化。这在有特殊要求的场效应管设计中是很重要的。
表1-1 场效应管小信号参数。
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