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电阻和三极管基本知识

电阻和三极管基本知识
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电阻器的识别和检测—色标

色标法是指不同颜色表示元件不同参数的方法。

在电阻器上,不同的颜色代表不同的标称值和偏差

色标法可以分为:色环法和色点法。其中,最常用

的是色环法。

色环电阻器中,根据色环的环数多少,又分为四色

环表示法和五色环表示法。

下图(a )是用四色环表示标称阻值和允许偏差,其

中,前三条色环表示此电阻的标称阻值,最后一条

表示它的偏差。

如图(b )中色环颜色依次黄、紫、橙、金,则此电阻器标称阻值为,偏差。

如图(c )电阻器的色环颜色依次为:蓝、灰、金、

无色(即只有三条色环),则电阻器标称阻值为:

下图(a )是五色环表示法,精密电阻器是用五条色环表示标称阻值和允许偏差,通常五色环电阻识别方法与四色环电阻一样,只是比四色环电阻器多一位有效数字。 图(b

)中电阻器的色环颜色依次是:棕、紫、绿、银、棕,其标称阻值为:,偏差为。

判断色环电阻的第一条色环的方法 1.对于未安装的电阻,可以用万用表测量一下电阻器的阻值,再根据所读阻值看色环,读出标称阻值。

2.对于已装配在电路板上的电阻,可用以下方法进行判断:

(1)四色环电阻为普通型电阻器,从标称阻值系列表可知,其只有三种系列,允许偏差为±5%、±10%、±20%,所对应的色环为:金色、银色、无色。而金色、银色、无色这三种颜色没有有效数字,所以,金色、银色、无色作为四色环电阻器的偏差色环,即为最后一条色环(金色,银色除作偏差色环外,可作为乘数)。

(2)五色环电阻器为精密型电阻器,一般常用棕色或红色作为偏差色环。如出现头尾同为棕色或红色环时,要判断第一条色环则要通过方法(3)、(4)。

(3)第一条色环比较靠近电阻器一端引脚。

(4)表示电阻器标称阻值的那四条环之间的间隔距离一般

为等距离,而表示偏差的色环(即最后一条色环)一般与

第四条色环的间隔比较大,以此判断哪一条为最后一条色

环。如图所示。

三极管的工作原理

时间:2008-12-28 20:11:01 来源:资料室作者:电磁阀

结构与操作原理

三极管的基本结构是两个反向连结的pn接面,如图1所示,可有pnp和npn

两种组合。三个接出来的端点依序称为射极(emitter, E)、基极(base, B)和集

极(collector, C),名称来源和它们在三极管操作时的功能有关。图中也显示出

npn与pnp三极管的电路符号,射极特别被标出,箭号所指的极为n型半导体,

和二极体的符号一致。在没接外加偏压时,两个pn接面都会形成耗尽区,将中

性的p型区和n型区隔开。

图1 pnp(a)与npn(b)三极管的结构示意图与电路符号。

三极管的电特性和两个pn接面的偏压有关,工作区间也依偏压方式来分类,这里我们先讨论最常用的所谓”正向活性区”(forward active),在此区EB极间的pn接

面维持在正向偏压,而BC极间的pn接面则在反向偏压,通常用作放大器的三极管都以此方式偏压。图2(a)为一pnp三极管在此偏压区的示意图。EB接面的空乏

区由于在正向偏压会变窄,载体看到的位障变小,射极的电洞会注入到基极,基

极的电子也会注入到射极;而BC接面的耗尽区则会变宽,载体看到的位障变大,

故本身是不导通的。图2(b)画的是没外加偏压,和偏压在正向活性区两种情形

下,电洞和电子的电位能的分布图。

三极管和两个反向相接的pn二极管有什么差别呢?其间最大的不同部分就在

于三极管的两个接面相当接近。以上述之偏压在正向活性区之pnp三极管为例,

射极的电洞注入基极的n型中性区,马上被多数载体电子包围遮蔽,然后朝集电极

方向扩散,同时也被电子复合。当没有被复合的电洞到达BC接面的耗尽区时,

会被此区内的电场加速扫入集电极,电洞在集电极中为多数载体,很快藉由漂移电流到达连结外部的欧姆接点,形成集电极电流IC。IC的大小和BC间反向偏压的大小关系不大。基极外部仅需提供与注入电洞复合部分的电子流IBrec,与由基极注入

射极的电子流InB? E(这部分是三极管作用不需要的部分)。InB? E在射极与与电

洞复合,即InB? E=I Erec。pnp三极管在正向活性区时主要的电流种类可以清楚地

在图3(a)中看出。

图2 (a)一pnp三极管偏压在正向活性区;(b)没外加偏压,和偏压在正向活性区两种情形下,电洞和电子的电位能的分布图比较。

图3 (a) pnp三极管在正向活性区时主要的电流种类;(b)电洞电位能分布及

注入的情形;(c)电子的电位能分布及注入的情形。

一般三极管设计时,射极的掺杂浓度较基极的高许多,如此由射极注入基极

的射极主要载体电洞(也就是基极的少数载体)IpE? B电流会比由基极注入射极的载体电子电流InB? E大很多,三极管的效益比较高。图3(b)和(c)个别画出电洞和电子的电位能分布及载体注入的情形。同时如果基极中性区的宽度WB愈窄,电洞通过基极的时间愈短,被多数载体电子复合的机率愈低,到达集电极的有效电洞流IpE? C愈大,基极必须提供的复合电子流也降低,三极管的效益也就愈高。集电极的掺杂通常最低,如此可增大CB极的崩溃电压,并减小BC间反向偏压的pn接面的反向饱和电流,这里我们忽略这个反向饱和电流。

由图4(a),我们可以把各种电流的关系写下来:

射极电流I E=IpE? B+ IErec = IpE? B+ InB? E =IpE? C+ I Brec + InB? E (1a)

基极电流IB= InB? E + I Brec= I Erec + I Brec (1b)

集电极电流I C =IpE? C= I E - I Erec - I Brec= I E - I B (1c)

式1c也可以写成

I E = I C + I B

射极注入基极的电洞流大小是由EB接面间的正向偏压大小来控制,和二极

体的情形类似,在启动电压附近,微小的偏压变化,即可造成很大的注入电流变

化。更精确的说,三极管是利用V EB(或V BE)的变化来控制IC,而且提供之IB远

比IC小。npn三极管的操作原理和pnp三极管是一样的,只是偏压方向,电流方

向均相反,电子和电洞的角色互易。pnp三极管是利用VEB控制由射极经基极、

入射到集电极的电洞,而npn三极管则是利用V BE控制由射极经基极、入射到集电极的电子,图4是二者的比较。

经过上面讨论可以看出,三极管的效益可以由在正向活性区时,射极电流中

有多少比例可以到达集电极看出,这个比例习惯性定义作希腊字母α

图4 pnp三极管与npn三极管在正向活性区的比较。

而且a一定小于1。效益高的三极管,a可以比0.99大,也就是只有小于1%的射极电流在基极与射极内与基极的主要载体复合,超过99%的射极电流到达集电极!

了解正向活性区的工作原理后,三极管在其他偏压方式的工作情形就很容易理

解了。表1列出三极管四种工作方式的名称及对应之BE和BC之pn接面偏压方

式。反向活性区(reverse active)是将原来之集电极用作射极,原来的射极当作集电极,但由于原来集电极之掺杂浓度较基极低,正向偏压时由原基极注入到原集电极之载体远较原集电极注入基极的多,效益很差,也就是说和正向活性区相比,提供相同的

基极电流,能够开关控制的集电极电流较少,a较小。在饱和区(saturation),两个

接面都是正向偏压,射极和集电极同时将载体注入基极,基极因此堆积很多少数载体,基极复合电流大增,而且射极和集电极的电流抵销,被控制的电流量减小。在

截止区(cut off),BE和BC接面均不导通,各极间只有很小的反向饱和电流,三

极间可视作开路,也就是开关在关的状态。

表中同时列出了四种工作方式的主要用途。三极管在数字电路中的用途其实就是开关,利用电信号使三极管在正向活性区(或饱和区)与截止区间切换,就开关而言,对应开与关的状态,就数字电路而言则代表0与1(或1与0)两个二进位数字。若三极管一直维持偏压在正向活性区,在射极与基极间微小的电信号(可以是电压或电流)变化,会造成射极与集电极间电流相对上很大的变化,故可用作信号放大器。下面在介绍完三极管的电流电压特性后,会再仔细讨论三极管的用途。

三极管截止与饱合状态

截止状态

三极管作为开关使用时,仍是处于下列两种状态下工作。

1.截止(cut off)状态:如图5所示,当三极管之基极不加偏压或

加上反向偏压使BE极截止时(BE极之特性和二极管相同,须加

上大于0.7V之正向偏压时才态导通),基极电流IB=0,因为IC=β

图5 三极管截止状态

饱合状态

饱合(saturation)状态:如图6所示,当三极管之基极加入驶

大的电流时,因为IC≒IE=β×IB,射极和集极的电流亦非常大,此

时,集极与射极之间的电压降非常低(VCE为0.4V以下),其意义相

当于集极与射极之间完全导通,此一状态称为三极管饱合。

图6 (a)基极加上足够的顺向 (b)此时C-E极之间视同偏压使IB足够大导通状态

晶体管的电路符号和各三个电极的名称如下

图7 PNP型三极管图8 N PN型三极管

三极管的特性曲线

1、输入特性

图2 (b)是三极管的输入特性曲线,它表示Ib随Ube的变化关系,其特点是:1)当Uce 在0-2伏范围内,曲线位置和形状与Uce有关,但当Uce高于2伏后,曲线Uce基本无关通常输入特性由两条曲线(Ⅰ和Ⅱ)表示即可。

2)当Ube<UbeR时,Ib≈O称(0~UbeR)的区段为“死区”当Ube>UbeR时,Ib随Ube 增加而增加,放大时,三极管工作在较直线的区段。

3)三极管输入电阻,定义为:

rbe=(△Ube/△Ib)Q点,其估算公式为:

rbe=rb+(β+1)(26毫伏/Ie毫伏)

rb为三极管的基区电阻,对低频小功率管,rb约为300欧。

2、输出特性

输出特性表示Ic随Uce的变化关系(以Ib为参数)从图9(C)所示的输出特性可见,它分为三个区域:截止区、放大区和饱和区。

截止区当Ube<0时,则Ib≈0,发射区没有电子注入基区,但由于分子的热运动,集电集仍有小量电流通过,即Ic=Iceo称为穿透电流,常温时Iceo约为几微安,锗管约为几十微安至几百微安,它与集电极反向电流Icbo的关系是:

Icbo=(1+β)Icbo

常温时硅管的Icbo小于1微安,锗管的Icbo约为10微安,对于锗管,温度每升高12℃,Icbo数值增加一倍,而对于硅管温度每升高8℃,Icbo数值增大一倍,虽然硅管的Icbo 随温度变化更剧烈,但由于锗管的Icbo值本身比硅管大,所以锗管仍然受温度影响较严重的管,放大区,当晶体三极管发射结处于正偏而集电结于反偏工作时,Ic随Ib近似作线性变化,放大区是三极管工作在放大状态的区域。

饱和区当发射结和集电结均处于正偏状态时,Ic基本上不随Ib而变化,失去了放大功能。

根据三极管发射结和集电结偏置情况,可能判别其工作状态。

图9

三极管的主要参数

1、直流参数

(1)集电极一基极反向饱和电流Icbo,发射极开路(Ie=0)时,基极和集电极之间加上规定的反向电压Vcb时的集电极反向电流,它只与温度有关,在一定温度下是个常数,所以称为集电极一基极的反向饱和电流。良好的三极管,Icbo很小,小功率锗管的Icbo 约为1~10微安,大功率锗管的Icbo可达数毫安培,而硅管的Icbo则非常小,是毫微安级。

(2)集电极一发射极反向电流Iceo(穿透电流)基极开路(Ib=0)时,集电极和发射极之间加上规定反向电压Vce时的集电极电流。Iceo大约是Icbo的β倍即Iceo=(1+β)Icbo o Icbo和Iceo受温度影响极大,它们是衡量管子热稳定性的重要参数,其值越小,性能越稳定,小功率锗管的Iceo比硅管大。

(3)发射极---基极反向电流Iebo集电极开路时,在发射极与基极之间加上规定的反向电压时发射极的电流,它实际上是发射结的反向饱和电流。

(4)直流电流放大系数β1(或hEF)这是指共发射接法,没有交流信号输入时,集电极输出的直流电流与基极输入的直流电流的比值,即:

β1=Ic/Ib

2、交流参数

(1)交流电流放大系数β(或hfe)这是指共发射极接法,集电极输出电流的变化量△Ic与基极输入电流的变化量△Ib之比,即:

β= △Ic/△Ib

一般电晶体的β大约在10-200之间,如果β太小,电流放大作用差,如果β太大,电流放大作用虽然大,但性能往往不稳定。

(2)共基极交流放大系数α(或hfb)这是指共基接法时,集电极输出电流的变化是△Ic与发射极电流的变化量△Ie之比,即:

α=△Ic/△Ie

因为△Ic<△Ie,故α<1。高频三极管的α>0.90就可以使用

α与β之间的关系:

α= β/(1+β)

β= α/(1-α)≈1/(1-α)

(3)截止频率fβ、fα当β下降到低频时0.707倍的频率,就什发射极的截止频率fβ;

当α下降到低频时的0.707倍的频率,就什基极的截止频率fαo fβ、fα是表明管子频率特性的重要参数,它们之间的关系为:

fβ≈(1-α)fα

(4)特征频率fT因为频率f上升时,β就下降,当β下降到1时,对应的fT是全面地反映电晶体的高频放大性能的重要参数。

3、极限参数

(1)集电极最大允许电流ICM当集电极电流Ic增加到某一数值,引起β值下降到额定值的2/3或1/2,这时的Ic值称为ICM。所以当Ic超过ICM时,虽然不致使管子损坏,但β值显著下降,影响放大品质。

(2)集电极----基极击穿电压BVCBO当发射极开路时,集电结的反向击穿电压称为BVEBO。

(3)发射极-----基极反向击穿电压BVEBO当集电极开路时,发射结的反向击穿电压称为BVEBO。

(4)集电极-----发射极击穿电压BVCEO当基极开路时,加在集电极和发射极之间的最大允许电压,使用时如果Vce>BVceo,管子就会被击穿。

(5)集电极最大允许耗散功率PCM集电流过Ic,温度要升高,管子因受热而引起参数的变化不超过允许值时的最大集电极耗散功率称为PCM。管子实际的耗散功率于集电极直流电压和电流的乘积,即Pc=Uce×Ic.使用时庆使Pc<PCM。

PCM与散热条件有关,增加散热片可提高PCM。

晶体三极管用途

晶体三极管的用途主要是交流信号放大,直流信号放大和电路开关。

晶体三极管偏置

使用晶体管作放大用途时,必须在它的各电极上加上适当极性的电压,称为“偏置电压”简称“偏压”,又“偏置偏流”。电路组成上叫偏置电路。

晶体管各电极加上适当的偏置电压之后,各电极上便有电流流动。通过发射极的电流称为“射极电流”,用IE表示;通过基极的电流称为“基极电流”,用IB表示;通过集电极的电流称为“集极电流”,用IC表示。

图10

晶体管三个电极的电流有一定关系,公式如下

IE =IB +IC

晶体三极管的三种放大电路

三极管放大电路

当晶体管被用作放大器使用时,其中两个电极用作信号(待放大信号) 的输入端子;两个电极作为信号(放大后的信号) 的输出端子。那么,晶体管三个电极中,必须有一个电极既是信号的输入端子,又同时是信号的输出端子,这个电极称为输入信号和输出信号的公共电极。

按晶体管公共电极的不同选择,晶体管放大电路有三种:共基极电路( Common base circuit)、共射极电路(Common emitter circuit) 和共集极电路(Common collector circuit),如下图示。

图11

由于共射极电路放大电路的电流增益和电压增益均较其它两种放大电路为大,故多用作讯号放大使用。

晶体三极管的放大作用

晶体管是一个电流控制组件,其集极电流IC可以由基极电流IB控制,只需轻微的改变基流IB就可以引起很大的集流变化IC。

由于晶体管基流IB的轻微变化可以控制较大的集流IC,我们利用这一特点,用它来放

大微弱的电信号,称为晶体管的放大作用(Amplification),简称晶体管放大。

简单来说,晶体管的放大原理是把微弱的电信号(微弱的电压信号Vi) 加在基极上,使基极电流按电信号变化,通过晶体管的电流控制作用,就可以在负载上得到与原信号变化一样,但增强了的电信号(较大的电压信号Vo)。

图12

共射极放大电路

单电源供电的共射极放大电路如下:

图13

V CC-----电源电压(V)V CE-----集射极电压(V)

I B-----基极电流(A)V BE-----基射极电压(V)

I C-----集极电流(A)R B-----基极电阻(偏压电阻)(Ω)

(Ω)

I E-----射极电流(A)R C / R L-----集极电阻(负载电阻)

工作原理是:当开关接通的时候,电源电压立即通过镇流器和灯管灯丝加到启辉器的两极。220伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离,产生辉光放电。辉光放电的热量使双金属片受热膨胀,两极接触。电流通过镇流器、启辉器触极和两端灯丝构成通路。灯丝很快被电流加热,发射出大量电子。这时,由于启辉器两极闭合,两极间电

压为零,辉光放电消失,管内温度降低;双金属片自动复位,两极断开。在两极断开的瞬间,电路电流突然切断,镇流器产生很大的自感电动势,与电源电压叠加后作用于管两端。灯丝受热时发射出来的大量电子,在灯管两端高电压作用下,以极大的速度由低电势端向高电势端运动。在加速运动的过程中,碰撞管内氩气分子,使之迅速电离。氩气电离生热,热量使水银产生蒸气,随之水银蒸气也被电离,并发出强烈的紫外线。在紫外线的激发下,管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光。日光灯正常发光后。由于交流电不断通过镇流器的线圈,线圈中产生自感电动势,自感电动势阻碍线圈中的电流变化,这时镇流器起降压限流的作用,使电流稳定在灯管的额定电流范围内,灯管两端电压也稳定在额定工作电压范围内。由于这个电压低于启辉器的电离电压,所以并联在两端的启辉器也就不再起作用了。

电磁式的继电器和接触器,它们的工作原理应该说是一样的。有时就是同一个器件,用在这个电路作为接触器,用到另外一个电路又作为继电器使用。如何区别呢?区别的方法就是看它们具体的用途了。

继电器的主要作用则是起信号检测、传递、变换或处理用的,它通断的电路电流通常较小,即一般用在控制电路(与“主电路”对比)。

接触器主要作用是用来接通或断开主电路的。所谓主电路是指一个电路工作与否是由该电路是否接通为标志。主电路概念与控制电路相对应。一般主电路通过的电流比控制电路大。因此,就如一楼的朋友说的,容量大的接触器一般都带有灭弧罩(因为大电流断开会产生电弧,不采用灭弧罩灭弧,将烧坏触头)。

如果某个主电路工作电流较小,这时完全可以采用通常作为继电器用的电器来作为通断主电路的器件。即将继电器作为接触器使用。但若某个主电路工作电流非常大,以至于使用通断主电路的接触器容量非常大,要使这样的接触器工作的电流也非常大,也就是说它的控制电路中流过的电流非常大,用普通的继电器难以通断其控制电路。这时,可以选择某个原来作为接触器使用的电器来作为该控制电路的通断用,这个接触器在这个场合的作用就是继电器了。

详解经典三极管基本放大电路

详解经典三极管基本放大电路 三极管是电流放大器件,有三个极,分别叫做集电极C,基极B,发射极E。分成NPN和PNP 两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。 图1:三极管基本放大电路 下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示,我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百)。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib的变化被放大后,导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式U=R*I 可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。 三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取0.7V)。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时,基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小,如果不加偏置的话,这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时,基极电流都是0)。如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流,上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的,所以它被叫做基极偏置电阻),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时,小信号就会导致基极电流的变化,而基极电流的变化,就会被放大并在集电极上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求,如果没有加偏置,那么只有对那些增加的信号放大,而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0,不能再减小了)。而加上偏置,事先让集电极有一定的电流,当输入的基极电流变小时,集电极电流就可以减小;当输入的基极电流增大时,集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。 下面说说三极管的饱和情况。像上面那样的图,因为受到电阻Rc的限制(Rc是固定值,那么最大电流为U/Rc,其中U为电源电压),集电极电流是不能无限增加下去的。当基极电流的增大,不能使集电极电流继续增大时,三极管就进入了饱和状态。一般判断三极管是否饱和的准则是:Ib*β〉Ic。进入饱和状态之后,三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小,可以理解为一个开关闭合了。这样我们就可以拿三极管来当作开关使用:当基极电流为0时,三极管集电极电流为0(这叫做三极管截止),相当于开关断开;当基极电流很大,以至于三极管饱和时,相当于开关闭合。如果三极管主要工作在截止和饱和状态,那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。 如果我们在上面这个图中,将电阻Rc换成一个灯泡,那么当基极电流为0时,集电极电流为0,灯泡灭。如果基极电流比较大时(大于流过灯泡的电流除以三极管的放大倍数β),三极管就饱和,相当于开关闭合,灯泡就亮了。由于控制电流只需要比灯泡电流的β分之一大一点就行了,所以就可以用一个小电流来控制一个大电流的通断。如果基极电流从0慢慢增加,那么灯泡的亮度也会随着增加(在三极管未饱和之前)。

三极管理论基础知识部分教学设计

识别晶体三极管(理实一体)---理论基础知识部分教学设计

三极管类型、三极管的三种工作状态及其条件 教学方法 情境引入法、启发式提问讲授法 教学准备 备学生、备课、备教材、备器材(万用表、三极管) 多媒体以及多媒体课件 课时分配 1课时 授课班级 12级汽修1、2、3、7班 授课时间 2013年5月 板书设计 教学任务内容及过程 【理论讲授】 一、情景导入(5分钟): 图1 扩音器结构示意图 如图1所示扩音器:话筒是将声音信号转换为电信号,经放大电路放大后,变成大功率的电 晶体三极管 结构 类型 材料 特点 工作状态 (及条件) 三个电极基极b 、集电极c 、发射极e 2个PN 结:集电结、发射结,3个区:基区接b 极、集 电区接c 极、发射区接e 极。(绘图讲解) 1、按结构分PNP 、NPN 型; 2、按功率分大、中、小型; 3、按频率分低、中、高频;4按材料分硅、锗型等 三极管材料:硅、锗材料(加入微量杂质P 、Be 元素) 1、放大状态(Vc>Vb>Ve ); 2、截止状态(Ve>Vb,Vc>Vb ); 3、饱和导通状态,(Uce 近似为0v )。

本次任务学习三极管的结构、类型及分类方法。 二、讲授新课内容(25分钟): 半导体三极管也称晶体三极管,是汽车电子点火系统等电工电子电路中最重要的电子元器件之一。它主要的功能是电流放大和开关作用,配合其他元器件还可以构成振荡电路。 1、三极管外形,如图2所示。 特点:有三个电极,故称三极管。 2、三极管内部结构: 在一块极薄的硅或锗材料的半导体基片上,经过特殊的工艺加工,制造出两个PN结,这两块PN结将整个半导体基片分为3个区域:集电区,基区和发射区。如图3所示。 其中:基区相对很薄,集电区面积很大,发射区载流子的掺杂浓度很高。对应着三个区分别引出三个电极;即:基极,集电极和发射极。分别用英文字母b,c和e来表示,也可以用大写字母表示基极B、发射极C、集电极E。 三极管是由两个PN结组成的。我们把基极和发射极之间的PN结称作发射结,基极和集电极之间的PN结称作集电结。 NPN型符号 NPN结构简图 PNP符号 PNP结构简图 图4 三极管符号、结构简图 图3 三极管的结构图 图 2 三极管外形

三极管的基本知识讲解复习课程

三极管的基本知识讲解 三极管的初步认识 三极管是一种很常用的控制和驱动器件,在数字电路和模拟电路中都有大量的应用,常用的三极管根据材料分有硅管和锗管两种,原理相同,压降略有不同,硅管用的较普遍,而锗管应用较少,以下以硅管为例进行讲解。三极管有2 种类型,分别是PNP 型和NPN 型。先来认识一下,如下图所示。三极管一共有3 个极,横向左侧的引脚叫做基极(base),中间有一个箭头,一头连接基极,另外一头连接的是发射极 e(emitter),剩下的一个引脚就是集电极c(collector)。 三极管的原理 三极管有截止、放大、饱和三种工作状态。放大状态主要应用于模拟电路中,且用法和计算方法也比较复杂,我们暂时用不到。而数字电路主要使用的是三极管的开关特性,只用到了截止与饱和两种状态,所以我们也只来讲解这两种用法。三极管的类型和用法有个总结:箭头朝内PNP,箭头朝外NPN,导通电压顺箭头过,电压导通,

电流控制。三极管的用法特点,关键点在于b 极(基极)和e 级(发射极)之间的电压情况,对于PNP 而言,e 极电压只要高于b 级0.7V以上(硅三极管的PN 结道导通电压,如果是锗三极管,这个电压大概为0.3V),这个三极管e 级和c 级之间就可以顺利导通。也就是说,控制端在b 和e 之间,被控制端是e 和c 之间。同理,NPN 型三极管的导通电压是b 极比e 极高0.7V,总之是箭头的始端比末端高0.7V就可以导通三极管的e 极和c 极。这就是关于“导通电压顺箭头过,电压导通”的解释。 三极管的用法 以上图为例介绍一下三极管的用法。三极管基极通过一个10K 的电阻接到了单片机的一个IO口上,假定是P1.0,发射极直接接到5V 的电源上,集电极接了一个LED 小灯,并且串联了一个1K 的限流电阻最终接到了电源负极GND 上。如果P1.0 由我们的程序给一个高电平1,那么基极b 和发射极e 都是5V,也就是说e到b 不会产生一个0.7V 的压降,这个时候,发射极和集电极也就不会导通,那么竖着看这个电路在三极管处是断开的,没有电流通过,LED2 小灯也就不会亮。如果程序给

三极管的基础知识及参数对照表

[知识学堂] 三极管的基础知识及参数对照表双极结型三极管相当于两个背靠背的二极管PN结。正向偏置的EB结有空 穴从发射极注入基区,其中大部分空穴能够到达集电结的边界,并在反向偏置的CB结势垒电场的效果下到达集电区,形成集电极电流IC。在共发射极晶体管电路中,发射结在基极电路中正向偏置,其电压降很小。绝大部分的集电极和发射极之间的外加偏压都加在反向偏置的集电结上。由于VBE很小,所以基极电流约为IB=5V/50kΩ=0.1mA。 如果晶体管的共发射极电流放大系数β=IC/IB=100,集电极电流IC=β*IB=10mA。在500Ω的集电极负载电阻上有电压降VRC=10mA*500Ω=5V,而晶体管集电极和发射极之间的压降为VCE=5V,如果在基极偏置电路中叠加一个交变的小电流ib,在集电极电路中将出现一个相应的交变电流ic,有c/ib=β,实现了双极晶体管的电流放大效果。 常用中小功率三极管参数表: 型号材料与极性Pcm( W) Icm(mA ) BVcbo(V) ft(MHz) 3DG6C SI-NPN 0.1 20 45 >100 3DG7C SI-NPN 0.5 100 >60 >100 3DG12C SI-NPN 0.7 300 40 >300 3DG111 SI-NPN 0.4 100 >20 >100 3DG112 SI-NPN 0.4 100 60 >100 3DG130C SI-NPN 0.8 300 60 150 3DG201C SI-NPN 0.15 25 45 150 C9011 SI-NPN 0.4 30 50 150 C9012 SI-PNP 0.625 -500 -40 C9013 SI-NPN 0.625 500 40 C9014 SI-NPN 0.45 100 50 150 C9015 SI-PNP 0.45 -100 -50 100 C9016 SI-NPN 0.4 25 30 620 C9018 SI-NPN 0.4 50 30 1.1G

三极管基础知识练习.doc

晶体三极管与单级低频小信号放大器 章节练习(2015.6) 一、判断题(对的打“√”,错的打“×” ) 1、为使三极管处于放大工作状态,其发射结应加反向电压,集电结应加正向电压;( ) 2、无论是哪种三极管,当处于放大工作状态时,b 极电位总是高于e 极电位,c 极电位也总是高于b 极电位;( ) 3、三极管的发射区和集电区是由同一种类半导体(N 型或P 型)构成的,所以e 极和c 极可以互换使用;( ) 4、三极管的穿透电流I CEO 的大小不随温度而变化;( ) 5、三极管的电流放大系数β随温度的变化而变化,温度升高,β减小;( ) 6、对于NPN 型三极管,当V BE ﹥0时,V BE ﹥V CE ,则该管的工作状态是饱和状态;( ) 7、已知某三极管的发射极电流I E =1.36mA ,集电极电流I C =1.33mA ,则基极电流I B =30μA ;( ) 8、某三极管的I B =10μA 时,I C =0.44mA ;当I B =20μA 时,I C =0.89mA ,则它的电流放大系数β=45; 9、三极管无论工作在何种工作状态,电流I E =I B +I C =(1+β)I B 总是成立;( ) 10、由于三极管的核心是两个互相联系的PN 结,因此可以用两个背靠背连接的二极管替换;( ) 11、三极管是一种电流控制器件;( ) 12、同一只三极管的β和β数值上很接近,在应用时可相互代替;( ) 13、共发射极放大器的输出电压信号和输入电压信号反相;( ) 14、交流放大电路之所以能实现小信号放大,是由于三极管提供了较大的输出信号能量;( ) 15、放大器的静态工作点一经设定后,不会受外界因素的影响;( ) 16、在单管放大电路中,若V G 不变,只要改变集电极电阻R C 的值就可改变集电极电流I C 的值;( ) 17、三极管放大电路工作时,电路中同时存在直流分量和交流分量,直流分量用来表示静态工作点,交流分量用来表示信号的变化情况;( ) 二、选择题 1、万用表测得一PNP 型三极管三极电位分别有V C =3.3V ,V E =3V ,V B =3.7V ,则该管工作在( ) A .饱和区 B .截止区 C .放大区 D .击穿区 2、测得某三极管三个极在放大电路中的对地电压分别为6V 、4V 、3.3V , 则该三极管是( ) A .硅材料的NPN 管 B .硅材料的PNP 管 C .锗材料的NPN 管 D .锗材料的PNP 管 3、三极管放大器设置合适的静态工作点,以保证放大信号时,三极管( ) A .发射结为反向偏置 B .集电结为正向偏置 C .始终工作在放大区 4、在共发射极单管低频电压放大电路中,输出电压可表示为( ) A .0c c v i R = B .0c c v i R =- C .0c c v I R = D .0c c v I R =-

三极管的基础知识

三极管 半导体电子器件,有两个PN结组成,可以对电流起放大作用,有3个引脚,分别为集电极(c),基极(b),发射极(e).有PNP和NPN型两种,以材料分有硅材料和锗材料两种。 编辑本段概念 半导体三极管也称双极型晶体管,晶体三极管,简称三极管,是一种电流控制电流的半导体器件. 作用:把微弱信号放大成辐值较大的电信号, 也用作无触点开关. 编辑本段三极管的分类: a.按材质分: 硅管、锗管 b.按结构分: NPN 、PNP c.按功能分: 开关管、功率管、达林顿管、光敏管等. 编辑本段三极管的主要参数 a. 特征频率fT:当f= fT时,三极管完全失去电流放大功能.如果工作频率大于fT,电路将不正常工作. b. 工作电压/电流:用这个参数可以指定该管的电压电流使用范围. c. hFE:电流放大倍数. d. VCEO:集电极发射极反向击穿电压,表示临界饱和时的饱和电压. e. PCM:最大允许耗散功率. f. 封装形式:指定该管的外观形状,如果其它参数都正确,封装不同将导致组件无法在. 编辑本段判断基极和三极管的类型 先假设三极管的某极为“基极”,将黑表笔接在假设基极上,再将红表笔依次接到其余两个电极上,若两 次测得的电阻都大(约几K到几十K),或者都小(几百至几K),对换表笔重复上述测量,若测得两个阻值相反(都很小或都很大),则可确定假设的基极是正确的,否则另假设一极为“基极”,重复上述测试,以确定基极. 当基极确定后,将黑表笔接基极,红表笔笔接基它两极若测得电阻值都很少,则该三极管为NPN,反之 为PNP. 判断集电极C和发射极E,以NPN为例: 把黑表笔接至假充的集电极C,红表笔接到假设的发射极E,并用手捏住B和C极,读出表头所示C,E 电阻值,然后将红,黑表笔反接重测.若第一次电阻比第二次小,说明原假设成立. 体三极管的结构和类型 晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把正块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种, 从三个区引出相应的电极,分别为基极b发射极e和集电极c。 发射区和基区之间的PN结叫发射结,集电区和基区之间的PN结叫集电极。基区很薄,而发射区较厚,杂质浓度大,PNP型三极管发射区"发射"的是空穴,其移动方向与电流方向一致,故发射极箭头向里;NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子,其移动方向与电流方向相反,故发射极箭头向外。发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。 三极管的封装形式和管脚识别 常用三极管的封装形式有金属封装和塑料封装两大类,引脚的排列方式具有一定的规律, 底视图位置放置,使三个引脚构成等腰三角形的顶点上,从左向右依次为e b c;对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己,三个引脚朝下放置,则从左到右依次为e b c。

三极管基本知识大全

三极管基本知识大全 半导体三极管也称为晶体三极管,可以说它是电子电路中最重要的器件。它最主要的功能是电流放大和开关作用。三极管顾名思义具有三个电极。二极管是由一个PN结构成的,而三极管由两个PN结构成,共用的一个电极成为三极管的基极(用字母b表示)。其他的两个电极成为集电极(用字母c表示)和发射极(用字母e表示)。由于不同的组合方式,形成了一种是NPN型的三极管,另一种是PNP型的三极管。 三极管的种类很多,并且不同型号各有不同的用途。三极管大都是塑料封装或金属封装,常见三极管的外观如图,大的很大,小的很小。三极管的电路符号有两种:有一个箭头的电极是发射极,箭头朝外的是NPN型三极管,而箭头朝内的是PNP型。实际上箭头所指的方向是电流的方向。 电子制作中常用的三极管有9 0**系列,包括低频小功率硅管9013(NPN)、9012(PNP),低噪声管9014(NPN),高频小功率管9018(NPN)等。它们的型号一般都标在塑壳上,而样子都一样,都是TO-92标准封装。在老式的电子产品中还能见到3DG6(低频小功率硅管)、3AX31(低频小功率锗管)等,它们的型号也都印在金属的外壳上。我国生产的晶体管有一套命名规则,电子爱好者最好还是了解一下: 第一部分的3表示为三极管。第二部分表示器件的材料和结构,A:PNP型锗材料B:NPN型锗材料C:PNP型硅材料D:NPN型硅材料第三部分表示种类:光电管K:开关管X:低频小功率管G:高频小功率管D:低频大功率管A:高频大功率管。另外,3DJ 型为场效应管,BT打头的表示半导体特殊元件。 三极管最基本的作用是放大作用,它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号,当然这种转换仍然遵循能量守恒,它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。当三极管的基极上加一个微小的电流时,在集电极上可以得到一个是注入电流β倍的电流,即集电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化,并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化,这就是三极管的放大作用。 三极管还可以作电子开关,配合其它元件还可以构成振荡器。 半导体三极管除了构成放大器和作开关元件使用外,还能够做成一些可独立使用的两端或三端器件 1. 扩流。 把一只小功率可控硅和一只大功率三极管组合,就可得到一只大功率可控硅,其最大输出电流由大功率三极管的特性决定,见附图1 。图2 为电容容量扩大电路。利用三极管的电流放大作用,将电容容量扩大若干倍。这种等效电容和一般电容器一样,可浮置工作,适用于在长延时电路中作定时电容。用稳压二极管构成的稳压电路虽具有简单、元件少、制作经济方便的优点,但由于稳压二极管稳定电流一般只有数十毫安,因而决定了它只能用在负载电流不太大的场合。图 3 可使原稳压二极管的稳定电流及动态电阻范围得到较大的扩展,稳定性能可得到较大的改善。 2. 代换。 图4 中的两只三极管串联可直接代换调光台灯中的双向触发二极管;图5 中的三极管可代用8V 左右的稳压管。图 6 中的三极管可代用30V 左右的稳压管。上述应用时,三极管的基极均不使用。 3. 模拟。 用三极管够成的电路还可以模拟其它元器件。大功率可变电阻价贵难觅,用图7 电路可作模拟品,调节510 电阻的阻值,即可调节三极管C 、E 两极之间的阻抗,此阻抗变化即可代替可变电阻使用。图8 为用三极管模拟的稳压管。其稳压原理是:当加到A 、B 两端的输入电压上升时,因三极管的B 、E 结压降基本不变,故R2 两端压降上升,经过R2

三极管知识与应用详解资料

三极管知识与应用详解 是帅哥 1.三极管的放大作用 图1是收信放大管的结构及符号图,栅极用符号g表示,栅极具有 控制阳极电流ia的作用。由于栅极与阴极之间的距离较阳极与阴极间的距离近得多,所以栅极对阴极发射电子的影响也较阳极的影响大得多,即是说栅极控制电子的能力要比阳极大得多,栅压ug有多少 量的变化,就能引起阳极电流ia发生较大的变化,这就是三极管具有放大作用的原因。 图1三极管结构及符号 2.三极管的静态特性曲线 (1)阳极特性曲线,指栅压ug为常数时,阳极是电流ia与阳极电 压ua的变化关系曲线,采用图2的线路可测出在极管阳极特性曲线, 图3表示6N8P的阳极特性曲线簇。

图2、测量三极管静态特性曲线的电路 从阳极特性的曲线簇可以看出: 1 )它的每条曲线形状和二极管的行性曲线相似,栅压愈负,曲线愈 向右移。这是因为栅压为负进,只有当阳极电压增加到能够抵消在阴 极附近产生的排斥电场以后,才会产生阳极电流。 2 )特性曲线的大部分是彼此平行的直线,间隔也比较均匀,但在阳 极电流较低的部分,曲线显得弯曲。 3)从图中还可以看出,栅压电流可变化 4毫安,若栅压保持---8伏 不变,要使阳极电流变化4毫安,则阳极电压应变化40伏才行,这 说明书栅压对阳极电流的控制作用是阳极电压控制作用的 20倍。 (2)阳栅特性曲线,指阳极电压为常数时,阳极电流 ia 与栅压ug 的变化关系曲线。 仍用图2测量阳栅特性曲线。只要把阳极电压ua 固定在某一数值上, 然后一条阳栅特性曲线,在不同的阳极电压下作出很多条曲线就组成 特性曲线簇。图4为6N8P 阳栅特性曲线簇。 从曲线簇可以看出: 1)在阳极电压为定值时,随着负栅压的增加,阳极电流减小。当负 栅压增加到某一个数值时, 阳极电流减小到零, 这时称为阳极电流截 止,对应的栅压称为截止栅压。 2)阳极电压越高,特性曲线越往左移,这是因为阳极电压越高,要 使阳极电流图3、6N8P 阳极特性曲线 图4、6N8P 阳栅特性曲线

三极管基础练习题

三极管练习题 一、填空题: 1.晶体管工作在饱和区时发射结偏;集电结偏。 2.三极管按结构分为_和两种类型,均具有两个PN结,即______和______。 3.三极管是___________控制器件,场效应管是控制器件。 4.晶体管放大电路的性能指标分析,主要采用等效电路分析法。 5.放大电路中,测得三极管三个电极电位为U1=,U2=,U3=15V,则该管是______类型管子,其中_____极为集电极。 6.场效应管输出特性曲线的三个区域是________、___________和__________。 7.三极管的发射结和集电结都正向偏置或反向偏置时,三极管的工作状态分别是____和 ______。 8.场效应管同三极管相比其输入电阻_________,热稳定性________。 9.采用微变等效电路法对放大电路进行动态分析时,输入信号必须是________的信号。 10.三极管有放大作用的外部条件是发射结________,集电结______。 11.在正常工作范围内,场效应管极无电流 12.三极管按结构分为______和______两种类型,均具有两个PN结,即___________和 _________。 13.晶体三极管是一种___控制___器件,而场效应管是一种___控制___器件。14.若一晶体三极管在发射结加上反向偏置电压,在集电结上也加上反向偏置电压,则这个晶体三极管处于______状态。 15.作放大作用时,场效应管应工作在____(截止区,饱和区,可变电阻区)。 16.晶体三极管用于放大时,应使发射极处于__偏置,集电极处于__偏置。 二、选择题: 1.有万用表测得PNP晶体管三个电极的电位分别是V C=6V,V B=,V E=1V则晶体管工作在()状态。 A、放大 B、截止 C、饱和 D、损坏 2、三级管开作在放大区,要求() A、发射结正偏,集电结正偏 B、发射结正偏,集电结反偏 C、发射结反偏,集电结正偏 D、发射结反偏,集电结反偏 3、在放大电路中,场效应管应工作在漏极特性的哪个区域() A可变线性区B截止区C饱合区D击穿区 4.一NPN型三极管三极电位分别有V C=,V E=3V,V B=,则该管工作在() A.饱和区B.截止区 C.放大区D.击穿区

三极管知识点的总结.docx

晶体三极管

晶体三极管 一.教学要求: 1 .了解三极管的基本构造、特点、符号、型号、分类等: 1 .前 1 、 2 个属 2 .理解三极管电流放大作用的实质和特性曲线及主要参数:于知识方面 3 .掌握三极管的识别和简单测试方法:的要求 2.最后 1 个属 于技能方面 的要求二.教学重点、难点分析: 1.教学重点是三极管的三个工作区域及其特点、三极管的电流放大 作用: 2.教学难点是三极管的伏-安特性 3.技能要求是掌握三极管的识别与简单测试: 三.教具: 1.晶体三极管: 2.万用表: 3.晶体管特性测试仪、双踪示波器:

四.教学过程: (一):复习提问,引入新课: 提问3-4位 学生回答1.二极管具有哪些特性? 2.常用的电子元器件有哪些? (二):新课教学: 一:三极管的结构、符号和类型: 1.结构:利用课件进行 C(集电极)C(集电极)讲解,然后总结归纳。 集电区集电区 集电结 P 集电结 N b(基极)集区b(基极)集区 P N N发射结P发射结 发射区发射区e(发射极)e(发射极)NPN型PNP型 总结:三极管的结构为:三区+ 两结 + 三电极: 三区:指发射区、基区、集电区 两结:指发射结、集电结: 三电极:指发射极、基极、集电极: 2.符号: C C B B E E NPN型PNP型

3.三极管具有放大作用的内部条件(结构特点): 发射区很厚,掺杂浓度最高; 基区很薄,掺杂浓度最小; 集电区很厚,掺杂浓度比较高。 4.三极管的型号及其意义:发给不同规格 的三极管让学生 判别。 区别代号(用大字母表示) 半导体的序号(用数字表示) 半导体的类型(用字母表示) 半导体的材料(用字母表示) 电极数目 二:三极管的电流放大作用:用双踪示波三极管具有放大作用,必须同时满足内部条件和外部条件,内部条件器演示输入信号一般由生产厂家保证。和输出信号的差1.三极管放大的外部条件:别,加强学生的发射结正偏;感性认识,然后 集电结反偏。再进行分析。 2.三极管的电流分配关系:I e I b I c 3.三极管电流放大作用的实质: “以小控大”——以基极小电流I b控制集电极大电流I c。因 此:双极型三极管属于“电流控制器件”。 三.三极管的连接方式: 1 .共发射极: 2 .共集电极:3.共基极: 三张图进行 比较,注意它们输出端输出端输入端输出端 输入端输入端 之间的特点四.三极管的伏安特性曲线 (一)输入特性曲线:

三极管的基本知识讲解

三极管的初步认识 三极管是一种很常用的控制和驱动器件,在数字电路和模拟电路中都有大量的应用,常用的三极管根据材料分有硅管和锗管两种,原理相同,压降略有不同,硅管用的较普遍,而锗管应用较少,以下以硅管为例进行讲解。三极管有 2 种类型,分别是 PNP 型和 NPN 型。先来认识一下,如下图所示。三极管一共有 3 个极,横向左侧的引脚叫做基极(base),中间有一个箭头,一头连接基极,另外一头连接的是发射极 e(emitter),剩下的一个引脚就是集电极 c(collector)。 三极管的原理 三极管有截止、放大、饱和三种工作状态。放大状态主要应用于模拟电路中,且用法和计算方法也比较复杂,我们暂时用不到。而数字电路主要使用的是三极管的开关特性,只用到了截止与饱和两种状态,所以我们也只来讲解这两种用法。三极管的类型和用法有个总结:箭头朝内 PNP,箭头朝外NPN,导通电压顺箭头过,电压导通,电流控制。三极管的用法特点,关键点在于 b 极(基极)和 e 级(发射极)之间的电压情况,对于PNP 而言,e 极电压只要高于 b 级以上(硅三极管的PN结道导通电压,如果是锗三极管,这个电压大概为),这个三极管 e 级和 c 级之间就可以顺利导通。也就是说,控制端在 b 和 e 之间,被控制端是 e 和 c 之间。同理,NPN 型三极管的导通电压是 b 极比 e 极高,总之是箭头的始端比末端高就可以导通三极管的 e 极和 c 极。这就是关于“导通电压顺箭头过,电压导通”的解释。 三极管的用法 以上图为例介绍一下三极管的用法。三极管基极通过一个 10K 的电阻接到了单片机的一个 IO口上,假定是,发射极直接接到 5V 的电源上,集电极接了一个 LED 小灯,并且串联了一个 1K 的限流电阻最终接到了电源负极 GND 上。如果由我们的程序给一个高电平 1,那么基极 b 和发射极 e 都是 5V,也就是说 e到 b 不会产生一个的压降,这个时候,发射极和集电极也就不会导通,那么竖着看这个电路在

电子元器件基础知识详解之三极管

首先就说说三极管,实际上只要你了解了三极管的特性对你使用单片机就顺手很多了。大家其实也都知道三极管具有放大作用,但如何去真正理解它却是你以后会不会使用大部分电子电路和1C的关键。 我们一般所说的普通三极管是具有电流放大作用的器件。其它的三极管也都是在这个原理基础上功能延伸。三极管的符号如下图左边,我们就以NPN型三极管为例来说说它的工作原理。由于三极管是由二极管演化而来的,所以大家记住PN结永远都是P 指向N的,这样PNP还是XPN—下就很清楚了. 它就是一个以b(基极)电流lb来驱动流过CE的电流Ic的器件,它的工作原理很像一个可控制的阀门。 左边细管子里藍色的小水流冲动杠杆使大水管的阀门开大,就可允许较大红色的水

流通过这个阀门。当蓝色水流越大,也就使大管中红色的水流更大。如果放大倍数是100,那么当蓝色小水流为1千克/小时,那么就允许大管子流过100千克/小时的水。三极管的原理也跟这个一样,放大倍数为100时,当lb(基极电流)为1M时,就允许100mA 的电流通过Ice。我这么说大家能理解吗? 这个原理大家可能也都知道,但是把它用在电路里的状况能理解,那单片机的运用就少了一大障碍了。最常用的连接如下图。 我们来分析一下这个电路,如果它的放大倍数是100,基极电压我们不计。基极电流就是10V+10K=lmA,集电极电流就应该是100mA。根据欧姆定律,这样Rc上的电压就是0.1AX50〇=5V。那么剩下的5V就吃在了三极管的C、E极上了。好!现在我们假如让Rb为1K,那么基极电流就是10V+lK=10mA,这样按照放大倍数100算,Ic就是不是就为1000mA也就是1A了呢?假如真的为1安,那么Rc上的电压为1AX50Q=50V。啊?50V!都超过电源电压了,三极管都成发电机了吗?其实不是这样的。见下图:

三极管基本知识全归纳

1、三极管的正偏与反偏:给PN结加的电压和PN结的允许电流方向一致的叫正偏,否则就是反偏。即当P区(阳极)电位高于N区电位时就是正偏,反之就是反偏。例如NPN型三极管,位于放大区时,Uc>Ub集电极反偏,Ub>Ue 发射极正偏。总之,当p型半导体一边接正极、n型半导体一边接负极时,则为正偏,反之为反偏。 NPN和PNP主要是电流方向和电压正负不同。 NPN是用B—E的电流(IB)控制C—E的电流(IC),E极电位最低,且正常放大时通常C极电位最高,即VC>VB>VE。

PNP是用E—B的电流(IB)控制E—C的电流(IC),E极电位最高,且正常放大时通常C极电位最低,即VC发射极电压Ue,集电结反偏就是集电极电压Uc>基极电压Ub。放大条件:NPN管:Uc>Ub>Ue;PNP管:Ue>Ub>Uc。 (2)饱和区:发射结正偏、集电结正偏--BE、CE两PN结均正偏。即饱和导通条件:NPN管:Ub>Ue,Ub>Uc,PNP型管:Ue>Ub,Uc>Ub。饱合状态的特征是:三极管的电流Ib、Ic 都很大,但管压降Uce 却很小,Uce≈0。这时三极管的c、e 极相当于短路,可看成是一个开关的闭合。饱和压降,一般在估算小功率管时,对硅管可取0.3V,对锗管取0.1V。此时的,iC几乎仅决定于Ib,而与Uce无关,表现出Ib对Ic的控制作用。 (3)截止区:发射结反偏,集电结反偏。由于两个PN 结都反偏,使三极管的电流很小,Ib≈0,Ic≈0,而管压降Uce 却很大。这时的三极管c、e 极相当于开路。可以看成是一个开关的断开。 3、三极管三种工作区的电压测量 如何判断电路中的一个NPN硅晶体管处于饱和,放大,截止状态?用电压表测基极与射极间的电压Ube。 饱和状态eb有正偏压约0.65V左右,ce电压接近0V. 放大状态eb有正偏压约0.6V,ce电压大于0.6V小于电源电压. 截止状态eb电压低于0.6V,ce电压等于或接近电源.

三极管及放大电路基础教案

第 2 章三极管及放大电路基础 课题】 2.1 三极管 【教学目的】 1.掌握三极管结构特点、类型和电路符号。 2.了解三极管的电流分配关系及电流放大作用。 3.理解三极管的三种工作状态的特点,并会判断三极管所处的工作状态。4.理解三极管的主要参数的含义。【教学重点】 1.三极管结构特点、类型和电路符号。 2.三极管的电流分配关系及电流放大作用。3.三极管的三种工作状态及特点。 【教学难点】 1.三极管的电流分配关系和对电流放大作用的理解。2.三极管工作在放大状态时的条件。 3.三极管的主要参数的含义。 【教学参考学时】 2 学时 【教学方法】 讲授法、分组讨论法 【教学过程】 一、引入新课搭建一个简单的三极管基本放大电路,通过对放大电路输入信号及输出信号的测试,引导学生认识三极管,并知道三极管能放大信号,为后续的学习打下基础。 二、讲授新课 2.1.1 三极管的基本结构 三极管是在一块半导体基片上制作出两个相距很近的PN 结构成的。 两个PN 结把整块半导体基片分成三部分,中间部分是基区,两侧部分分别是发射区和集电区,排列方式有NPN 和PNP 两种, 2.1.2 三极管的电流放大特性

三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量, 这就是三极管的电流放大特性。 要使三极管具有放大作用,必须给管子的发射结加正偏电压,集电结加反偏电压。 三极管三个电极的电流(基极电流I B、集电极电流l c、发射极电流I E)之间的关系为: 2.1.3三极管的特性曲线 三极管外部各极电流与极间电压之间的关系曲线,称为三极管的特性曲线,又称伏安 特性曲线。 1.输入特性曲线 输入特性曲线是指当集-射极之间的电压V CE为定值时,输入回路中的基极电流I B与加 在基-射极间的电压V BE之间的关系曲线。 三极管的输入特性曲线与二极管的正向伏安特性曲线相似,也存在一段死区。 2.输出特性曲线 输出特性曲线是指当基极电流l B为定值时,输出电路中集电极电流l C与集-射极间的电压V CE之间的关系曲线。I B不同,对应的输出特性曲线也不同。 截止区:I B 0曲线以下的区域。此时,发射结处于反偏或零偏状态,集电结处于反 偏状态,三极管没有电流放大作用,相当于一个开关处于断开状态。 饱和区:曲线上升和弯曲部分的区域。此时,发射结和集电结均处于正偏状态,三极管 没有电流放大作用,相当于一个开关处于闭合状态。 放大区:曲线中接近水平部分的区域。此时,发射结正偏,集电结反偏。三极管具有电 流放大作用。 2.1.4 三极管的主要参数 1?性能参数:电流放大系数,集电极-基极反向饱和电流I CBO,集电极-发射极 反向饱和电流I CEO。 2.极限参数:集电极最大允许电流l CM、集电极-发射极反向击穿电压V(BR)CEO、集电

三极管的基本知识

三极管的基本知识 概念:半导体三极管也称双极型晶体管,晶体三极管,简称三极管,是一种电流控制电流的半导体器件。 作用:把微弱信号放大成辐值较大的电信号, 作无触点开关。 三极管工作原理 半导体电子器件,有两个PN结组成,可以对电流起放大作用,有3个引脚,晶体三极管分别为集电极(c),基极(b),发射极(e),有PNP和NPN型两种,以材料分有硅材料和锗材料两种,两者除了电源极性不同外,其工作原理都是相同的。 三极管的三种工作状态 截止状态:当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压,基极电流为零, 集电极电流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用,集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,我们称三极管处于截止状态。 放大状态:当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并处于某一恰当 的值时,三极管的发射结正向偏置,集电结反向偏置,这时基极电流对集电极电流起着控制作用,使三极管具有电流放大作用,其电流放大倍数β=ΔIc/ΔIb,

这时三极管处放大状态。 饱和导通状态:当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并当基极 电流增大到一定程度时,集电极电流不再随着基极电流的增大而增大,而是处于某一定值附近不怎么变化,这时三极管失去电流放大作用,集电极与发射极之间的电压很小,集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。 主要参数 特征频率f T 当f= f T时,三极管完全失去电流放大功能.如果工作频率f大于f T,电路将不正常工作. 工作电压/电流 用这个参数可以指定该管的电压电流使用范围. h FE 电流放大倍数. V CEO 集电极发射极反向击穿电压,表示临界饱和时的饱和电压. P CM 最大允许耗散功率. 晶体三极管主要用于放大电路中起放大作用,在常见电路中有三种接法。为了便于比较,将晶体管三种接法电路所具有的特点列于下表,供大家参考。 名称共发射极电路共集电极电路(射极输出器)共基极电路 输入阻抗中(几百欧~几千 欧) 大(几十千欧以上)小(几欧~几十欧) 输出阻抗中(几千欧~几十 千欧) 小(几欧~几十欧) 大(几十千欧~几百千 欧) 电压放大 倍数 大小(小于1并接近于1)大 电流放大 倍数 大(几十)大(几十)小(小于1并接近于1) 功率放大倍数大(约30~40分 贝) 小(约10分贝)中(约15~20分贝) 频率特性高频差好好 应用多级放大器中间 级 低频放大输入级、输出级或 作阻抗匹配用 高频或宽频带电路及 恒流源电路 应用 NPN型三极管相当于常闭型水龙头,在没有用力打开水闸时,水龙头是关着的,NPN型三极管在基极(b)没有电压或接地时,集电极(c)到发射极(e)是关掉的,处于断路状态。

二极管三极管基础知识

课题1.1 半导体二极管 课型 新课 授课班级授课时数 2 教学目标1.熟识二极管的外形和符号。 2.掌握二极管的单向导电性。 3.理解二极管的伏安特性、理解二极管的主要参数。 教学重点 二极管的单向导电性。教学难点 二极管的反向特性。学情分析 教学效果 教后记

新课 A.引入 自然界中的物质,按导电能力的不同,可分为导体和绝缘体。人们又发现还有一类物质,它们的导电能力介于导体和绝缘体之间,那就是 半导体。 B.新授课 1.1半导体二极管 1.1.1什么是半导体 1.半导体:导电能力随着掺入杂质、输入电压(电流)、温度和光照条件的不同而发生很大变化,人们把这一类物质称为半导体。 2.载流子:半导体中存在的两种携带电荷参与导电的“粒子”。 (1)自由电子:带负电荷。 (2)空穴:带正电荷。 特性:在外电场的作用下,两种载流子都可以做定向移动,形成电流。 3.N型半导体:主要靠电子导电的半导体。 即:电子是多数载流子,空穴是少数载流子。 4.P型半导体:主要靠空穴导电的半导体。 即:空穴是多数载流子,电子是少数载流子。 1.1.2PN结 1.PN结:经过特殊的工艺加工,将P型半导体和N型半导体紧密地结合在一起,则在两种半导体的交界面就会出现一个特殊的接触面,称为PN结。 2.实验演示 (1)实验电路 (2)现象 所加电压的方向不同,电流表指针偏转幅度不同。 (3)结论 PN结加正向电压时导通,加反向电压时截止,这种特性称为PN结的单向导电性。 3.反向击穿:PN结两端外加的反向电压增加到一定值时,反向电流急剧增大,称为PN结的反向击穿。 4.热击穿:若反向电流增大并超过允许值,会使PN结烧坏,称为热击穿。 5.结电容(讲解) (引入实验电路,观察现象)

三极管基础知识全面解析!

三极管基础知识全面解析! 三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,是一种控制电流的半导体器件,其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号,也用作无触点开关,是电子电路的核心元件。 三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种。1 三极管的工作原理 三极管是电流放大器件,有三个极,分别叫做集电极C,基极B,发射极E。分成NPN和PNP两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。 一、电流放大 下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示,我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流 Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。 三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百)。 如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib 的变化被放大后,导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。

电子元器件的基本知识——三极管

电子元器件的基本知识——三极管 晶体三极管的结构和类型 晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把正块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种,如图从三个区引出相应的电极,分别为基极b发射极e和集电极c。 发射区和基区之间的PN结叫发射结,集电区和基区之间的PN结叫集电极。基区很薄,而发射区较厚,杂质浓度大,PNP型三极管发射区"发射"的是空穴,其移动方向与电流方向一致,故发射极箭头向里;NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子,其移动方向与电流方向相反,故发射极箭头向外。发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。 三极管的封装形式和管脚识别 常用三极管的封装形式有金属封装和塑料封装两大类,引脚的排列方式具有一定的规律,如图对于小功率金属封装三极管,按图示底视图位置放置,使三个引脚构成等腰三角形的顶点上,从左向右依次为e b c;对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己,三个引脚朝下放置,则从左到右依次为e b c。 目前,国内各种类型的晶体三极管有许多种,管脚的排列不尽相同,在使用中不确定管脚排列的三极管,必须进行测量确定各管脚正确的位置,或查找晶体管使用手册,明确三极管的特性及相应的技术参数和资料。晶体三极管的电流放大作用 晶体三极管具有电流放大作用,其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。这是三极管最基本的和最重要的特性。我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数,用符号“β”表示。电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值,但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。 晶体三极管的三种工作状态 截止状态:当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压,基极电流为零,集电极电流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用,集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,我们称三极管处于截止状态。 放大状态:当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并处于某一恰当的值时,三极管的发射结正向偏置,集电结反向偏置,这时基极电流对集电极电流起着控制作用,使三极管具有电流放大作用,其电流放大倍数β=ΔIc/ΔIb,这时三极管处放大状态。 饱和导通状态:当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并当基极电流增大到一定程度时,集电极电流不再随着基极电流的增大而增大,而是处于某一定值附近不怎么变化,这时三极管失去电流放大作用,集电极与发射极之间的电压很小,集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。 根据三极管工作时各个电极的电位高低,就能判别三极管的工作状态,因此,电子维修人员在维修过程中,经常要拿多用电表测量三极管各脚的电压,从而判别三极管的工作情况和工作状态。 使用多用电表检测三极管 三极管基极的判别:根据三极管的结构示意图,我们知道三极管的基极是三极管中两个PN结的公共极,因此,在判别三极管的基极时,只要找出两个PN结的公共极,即为三极管的基极。具体方法是将多用电表调至电阻挡的R×1k挡,先用红表笔放在三极管的一只脚上,用黑表笔去碰三极管的另两只脚,如果两次全通,则红

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