隨著電路元件黑盒子化的逐步發(fā)展,電路設計更趨于便利。因此,使用IC或LSI進行電路設計比使用分離的晶體管或者FET進行電路設計更加快捷和簡單,使用IC進行電路設計越來越普遍和普及,
在這樣的IC或者LSI全面發(fā)展的時代還有沒有必要學習晶體管和FET--這些最基本的放大器件嗎?
現(xiàn)在,如果想制作一個電路(尤其是模擬電路),有時候會非常簡單,將幾個IC組合起來就能輕松完成電路功能。例如:如果想設計一個放大電路,使用OP放大器IC就能搞定。
從這一點來看,似乎我們已經不大需要學習最基本器件的工作原理和電路組成了。
從對電路的認識來看
但是,掌握晶體管電路和FET電路有關知識的場合和僅使用OP放大器的情況對比,在電路的認識上會產生相當大的不同。
當我們不用過多關心OP放大器內部結構,僅僅將OP放大器作為一個“黑盒子”來使用時,是將IC作為進行理想工作的器件來進行設計的。但是從實際電路中發(fā)生的故障現(xiàn)象來看,其原因往往是由于IC不是理想的器件。
讓我們從最簡單的單個晶體管放大電路為例來看,電壓增益是有限的(而理想的OP放大器的電壓增益是無限大的),輸入電流也以基極電流的形式存在(理想OP放大器的輸入電流為0)。電壓增益的頻率特性也存在許多問題。
當電路發(fā)生問題時,不能直接調整OP放大器的特性。但是,如果是單個晶體管的放大電路,就能采取多種對策。
因此,如果在單個晶體管放大器中積累一些經驗,就會得到如下的預測:“OP放大器內部是這樣的,所以在外接電路上要做這樣的工作......”。
如果具備了晶體管電路和FET電路的知識,在使用OP放大器時即使發(fā)生麻煩或者產生不符合要求的特性,也能采取各種對策。這不僅局限于使用OP放大器電路,而且可以說,對于全部的模擬電路和數(shù)字電路都是一樣的。
也就是說,如果掌握了晶體管電路和FET電路,則不會將IC和LSI看做理想的器件或“黑盒子”,而會看做“與自己設計的電路一樣,是由晶體管和FET集合起來的電路”。其結果是,對電路的工作本質有所了解,能夠順暢的處理一些麻煩問題。同樣,即使僅適用IC和LSI,也能設計出更好的電路。
晶體管電路或FET電路的設計空間是無限的
現(xiàn)在,幾乎在所有的場合,電路設計都使用IC或LSI,但是由于IC和LSI的電源引腳、輸入引腳都已經被確定了,所以限制了使用IC和LSI能夠實現(xiàn)的電路設計。一般使用者就會看在數(shù)據表上寫著的數(shù)字或使用說明,不會去想自己動手做什么的。
所以,僅僅使用IC和LSI的電路設計,只是選擇符合電路設計說明書的性能與功能的IC和LSI,因此不能說是創(chuàng)造性的工作。
然而,所謂的晶體管或FET是電子電路的基本器件,所以在組裝電路時必須接上電阻和電容,很顯然,還必須接上電源。總之,說也不會給我們鋪好道路,從哪里到哪里都必須有自己完成。
雖然這樣做有些麻煩,但這是一件非常有創(chuàng)造性的工作。這是由于不受IC和LSI的束縛,如果再加上設計者的本事,就能制造出超過IC或LSI功能與性能的電路。
所以說,晶體管電路或FET電路的設計空間是無限的。
另外,IC的內部是由晶體管或FET、二極管、電阻和電容等電路元件所構成的,所以用晶體管或FET對電路進行設計就像對IC和LSI的內部進行設計一樣,就比較容易掌握該電路。
這樣,從晶體管電路或FET電路開始學習,是牢固的掌握電子電路最好的方法。
使用IC與晶體管進行電路設計的比較
充分掌握最基本的放大元件,即晶體管的工作原理,能夠達到從容設計利用晶體管的分立電路。
不要將IC和LSI看成簡單的黑盒子,而是看成“晶體管和FET,電阻和電容等分立元件的集合體”。也就是說,以能夠看懂IC內部的電路為目的。
在不能滿足IC性能時(不是換成別的IC),將采取晶體管電路來彌補其性能上的不足,并且,即使有了故障也能夠采用考慮到IC內部工作狀態(tài)的適當處置方法。
掌握晶體管電路的好處是:對電路的整體--從一個角落到另一個角落都能按照自己所喜歡的方式來組合。
使用IC的優(yōu)點是能夠簡單的、小型的制作各種電路。在性能方面,也許使用IC時要好一些;在使用方面,IC也是方便的。然而,IC的不足之處使設計人員不能在電路技術方面得到真正的鍛煉,其結果導致不能以自身的力量來考慮新的電路--即原始電路。