业余电台考牌园地自学篇

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2、體管集極方面的半導體寬度比射極寬一點，而基極的寬度最窄，集極與基極之間或射極與基極之間都有因為接合而生的空乏區。空乏區對電子或電洞的通行而言是一種障礙，因此又稱為電位障(Barrier)。至於其符號中箭頭所指的方向是為分別NPN或PNP型，讀者應不難記得。晶體管中的電流實際上是由電子與電洞所組成的複合電流，電子與電洞分別又稱為N載子與P載子，因此，此複合電流又稱為雙載子電流。這種NPN型或PNP型晶體管統稱雙極性晶體管。射極部分是由摻雜高濃度雜質的半導體擔任，因此有很多的載子活動，可以發射載子通過基極而到集極，所以又得名為射極(Emitte

3、r)。集極部分則是低摻雜濃度的半導體所擔任，可以收集來自射極的載子，故稱為集極(Collector)。而中間狹窄部分的半導體便稱為基極(Base)。這些原理是根據早期的真空管二極管特性所製，真空管有陰極(亦即放在燈絲前的金屬片，利用加熱金屬而使金屬放射電子的熱電效應製成)，可發射電子，如同晶體管的射極;又有柵極可控制來自陰極的電子流通量，又稱控制極，相當於晶體管的基極;有屏極可收集通過柵極的電子，相當於晶體管的集極。如左圖所示:晶體管的動作情形可分為三種狀態:工作狀態，截止狀態與飽和狀態。完全視偏壓的施加法而定。要使晶體管處於(A)工作狀態

4、:射-基極間要加正向偏壓，集-基極之間要加逆向偏壓。(B)飽和狀態:射-基極間以及集-基極之間都要加正向偏壓。(C)截止狀態:射-基極間以及集-基極之間都要施加逆向偏壓。如下圖所示:在工作狀態下的晶體管可以作為訊號放大電路，振盪電路等等。在飽和及截止狀態下的晶體管可應用為數位邏輯電路、開關電路。晶體管電路依其共同接地端以及輸入端、輸出端的不同可分為三種組態:1.共射極組態(CommonEmitterMode)簡稱CE。CE組態是指直流偏壓下的晶體管射極端接地，訊號自基極輸入，自集極輸出。該組態有高的電流增益Ai與電壓增益Av。所謂增益(代表

5、符號是A)是指輸出大小與輸入大小的比值。輸入阻抗屬於中小，輸出阻抗大的特性。如左圖所示。圖中Cl與C2分別是輸入與輸出訊號的藕合電容，阻擋直流輸入或輸出。Rl與R2分別是產生偏壓以供晶體管工作的偏壓電阻，RC是集極的的偏壓以及限流電阻。晶體管要在這些偏壓提供都正常下才會作放大的動作，以放大輸入的訊號。圖中晶體管是用NPN型，直流電源Vcc要負端接地，正端接集極。這是實際電路的接法，如果晶體管是PNP型的，則Vcc的極性就要反過來，正端接地，負端接集極。2.共集極組態(CommonCollectorMode)簡稱CC。CC組態是指在直流偏壓下

6、，電源的接法和CE組態一樣，輸入端也是在基極，而輸出端則自射極引出。在放大交流的工作下，集極端好像從Vcc支路接到地一樣，因此稱為共集極組態。如左圖所示，以NPN晶體管為例:其中RE為負載電阻，以便產生輸出電壓降，由C2引出。CC組態的特點是高的輸入阻抗Zi及低的輸出阻抗Zo，電壓增益幾乎等於1而已，甚至小於l，但電流增益非常高，經常用來作電流放大器，有時候使用二級或三級的同類型接在一起成為電流放大倍數極高的達寧頓電路作為擴大器(Amplifier)的最後級放大，以高的輸出電流來推動喇叭。3.共基極組態(CommonBaseMode)簡稱C

7、B。CB組態是指在直流偏壓下，晶體管的基極接地，輸入端自射極引入，輸出端自集極引出。該組態具有低輸入阻抗Zi，高輸出組抗Zo，電流增益等於1(UnityCurrentGain)，但電壓增益極高等等特性，尤其是因為Zi低、Zo高等特性，此種組態經常被用來當匹配(matching)作用，也就是說，當兩級放大電路要連接在一起，可能會因為前一級電路的輸出阻抗過低而後一級的輸入組抗高(輸入阻抗高的電路可以避免雜音輸入而作不必要的放大，也就是雜音免疫能力高)而無法連接，此時CB組態就像媒婆一般可居於其間使前一級的訊號順利送到後一級。如左上圖所示。晶體管

8、的特性曲線說明了電流在工作區、飽和區以及截止區的變化情形。如下圖所示(以CE組態為例)，當晶體管在工作區時，集極電流Ic隨著直流偏壓VCE的增加而增加，但是基極電流IB是影響lc