第二章 半导体三极管

第二章半导体三极管
内容简介
导体三极管具有放大作用，使用很广泛。

它分为双极型和单极型两种类型，双极型半导体三极管（简称BJT）又称为晶体三极管，简称三极管因为它有空穴和自由电子两种载流子参与导电，因此成为双极型三极管；单极型半导体又称场效应管（简称FET），是一种利用电场效应控制输出电流的半导体三极管，它工作时只有一种载流子（多数载流子）参与导电，故称为单极型半三极管。

本章先分别讨论晶体三极管及场效应管的结构、工作原理、特性曲线和主要参数，然后对三极管电路的基本分析方法进行研究，最后介绍三极管的测试与应用基本知识。

知识教学目标
1.熟悉晶体三极管的结构、符号、工作原理、输入和输出特性曲线，了解晶体三极管主要参数。

2.熟悉结型和MOS效应管的结构，了解其性能参数。

3.掌握三极管电路的静态和动态分析方法。

技能教学目标
1.能够识别、检测和选用晶体三极管；
2.会通过三极管电路测其基本特性。

本章重点
1.晶体三极管的结构、符号、输入和输出特性曲线，了解晶体三极管主要参数。

2.三极管电路的静态和动态分析方法。

本章难点
1.晶体三极管的结构、符号、工作原理、输入和输出特性曲线。

2.三极管电路的图解法和小信号等效电路分析法。

通过一定的工艺将两个PN结结合在一起就构成了双极型三极管。

由于PN结之间的相互影响，使晶体三极管具有放大作用，从而使得PN结的应用发生了质的变化。

2.1 双极性三极管
题目：晶体三极管的结构、工作原理及特性曲线
教学目标：熟悉晶体三极管的结构、符号、工作原理。

教学重点：1、三极管的NPN、PNP两种类型的认识；
2、三极管的电流放大作用。

教学难点：1、三极管的工作电压。

2、电流放大作用的分析；
3、工作特性曲线的分析。

教学方法：讲授
教具：色粉笔
新课导入：三极管和二极管类似，但是从外形看它有三个管脚，三个管脚又有不同的名称及作用。

这节课我们一起看下他的图形符号及工作电压电流的要求。

新授：
第一课时
图2.1.1 三极管外形图
通过工艺的方法,把两个二极管背靠背的连接起来级组成了三极管。

按PN结的组合方式有PNP型和NPN型，它的外形如图2.1.1所示，它们的结构示意图和符号图分别为：如图2.1.2（1）、（2）所示：
NPN型三极管 PNP型三极管
图2.1.1 三极管外形图
二、三极管的电流放大作用
1、三极管的工作电压
用笔画图
2.电流的分配关系
第二课时
2.1.2晶体三极管的特性曲线
它的特性曲线与它的接法有关，在学习之前，我们先来学习一下它的三种不同接法。

如图2.1.4所示：
（1）共基极如图（1）所示
（2）共发射极如图（2）所示
（3）共集电极如图（3）所示
图2.1.4三种三极管组态
我们以NPN管共发射极为例：
一、输入特性曲线
它与PN结的正向特性相似，三极管的两个PN结相互影响，因此，输出电压U CE对输入特性有影响，且U CE>1,时这两个PN结的输入特性基本重合。

我们用U CE=0和U CE>=1,两条曲线表示，如图2.1.5（4）所示
图2.1.5三极管的输入和输出特性曲线
▲由图得出结论：发射结的正向电压U BE＞U死（硅管0.5V，锗管0.2V）→产生基极电流I B →三极管正常放大→发射结两端电压为U BE 硅管0.7V
锗管0.5V
二、输出特性曲线
1.截止区：I B<=0时，此时集电极电流近似为零，管子的集电极电压等于电源电压，两
个结均反偏
2.饱和区：此时两个结均处于正向偏置，小功率硅管U CE=0.3V，锗管0.1V。

3. 放大区: 此时I C=ßI B，I C基本不随U CE变化而变化，此时发射结正偏，集电结反偏。

课后总结：1、三极管的分类：NPN
PNP
2、三极管的电流放大分析：三极管的工作电压
电流分配
3、三极管特性曲线：一、输入特性曲线：
二、输出特性曲线
作业：练习册
板书设计：
1、三极管的分类：NPN
PNP
2、三极管的电流放大分析：三极管的工作电压
电流分配
3、三极管特性曲线：一、输入特性曲线：
二、输出特性曲线
题目：晶体三极管的主要参数及电路分析方法
教学目标：1、了解晶体三极管的各项参数；
2、三极管的识别和简单测试。

教学重点：1、三极管的识别；
2、三极管的测试。

教学难点：1、三极管的测试：管型、管脚极性测试
教学方法：讲授
教具：色粉笔
新课导入：三极管和二极管类似，但是从外形看它有三个管脚，三个管脚又有不同的名称及作用。

这节课我们一起看下他的图形符号及工作电压电流的要求。

新授
一、三极管参数
三极管的性能常用有关参数表示，作为工程上选用三极管的依据，其主要参数有：
1、电流放大系数
（1）、共发射极电流放大系数：
①共发射极直流电流放大系数；
h FE≈ßß太小→放大作用差
选管时：
ß太大→性能不稳定
②共发射极交流电流放大系数。

ß=△I c/△I
（2）、共基极电流放大系数：
2、极间的反向电流（它们是有少数载流子形成的）
（1）、集电极--基极的反向饱和电流。

（2）、I CEO：穿透电流，它与I CBO关系为：I CEO=（1+ß）I CBO
3、参数与温度的关系
由于半导体的载流子受温度影响，因此三极管的参数受温度影响，温度上升，输入特性曲线向左移，基极的电流不变，基极与发射极之间的电压降低。

输出特性曲线上移。

二、三极管的测试与应用
1、晶体三极管的检测方法
因为晶体三极管内部有两个PN结，所以可以用万用表欧姆挡测量PN结的正、反向电阻来确定晶体三极管的管脚、管型并可判断三极管性能的好坏。

（1）、三极管管脚极性和管型判别
选量程：万用表量程调到R×100Ω或R×1KΩ档，
测量：假定一个电极是b极，
黑表笔→b极 a、黑表笔所接的就是b极
①两次测得电阻均很小
b、为NPN型
红表笔→另外两极
如果两次测得的电阻一大一小，则表明假设的电极不是真正的b极，则需要将黑表笔所接的管脚调换一下，再按上述方法测试。

红表笔→b极 a、红表笔所接的就是b极
②两次测得电阻均很小
b、为PNP型
黑表笔→另外两极
黑、红表笔分别接触两个待定的电极
a
手指捏紧黑表笔和b极（两极不能短路，即相当于接入一个100K的电阻）③观察表针幅度
b黑、红表笔对调，按上述方法重测一次
④ NPN型:
（摆动大）
红表笔→E
PNP型：做法相反
具体做法描述：
并用黑表笔与假定的b极相接，用红表笔分别与另外两个电极相接，如图2.4.1(a)所示，①如果两次测得电阻均很小，即为PN结正向电阻，则黑表笔所接的就是b极，且管子为NPN；如果两次测得的电阻一大一小，则表明假设的电极不是真正的b极，则需要将黑表笔所接的管脚调换一下，再按上述方法测试。

②若为PNP管则应用红表笔与假定的b极相接，用黑表笔接另外两个电极。

两次测得电阻均很小时，红表笔所接的为b极，且可确定为PNP管。

当b极确定后，可接着判别发射极e和集电极c。

③若是NPN管，可将黑表笔和红表笔分
个100K的电阻），观察表的指针摆动幅度，见图2.4.1(b)。

④然后将黑、红表笔对调，按上述方法重测一次。

比较两次表针摆动幅度，摆动幅度较大的一次黑表笔所接的管脚为c极，红表笔所接的为e极。

若为PNP管，上述方法中将黑、红表笔调换即可。

（2）、三极管质量好坏判断（以NPN型管为例）
①R×1KΩ档
②黑表笔→B，红表笔→发射极(E)R=10KΩ
集电极(C)R=10KΩ
③红表笔→B，黑表笔→发射极(E)R→∞
集电极(C)R→∞
④红表笔→e，黑表笔→c
然后调换表笔，R→∞。

⑤然后用万用表测量三极管e极和c极之间的电阻，其R→∞。

若测量结果符合上述结论，则三极管基本完好。

2、三极管的选用和代换
”档来进行，方法是将NPN(或PNP)插入表相应管中、小功率的三极管可用万用表的“ h
FE
脚座中，就可以在表中显示“h
”的值。

FE
大功率三极管选用一般在晶体管图示仪中进行。

课后总结：这次主要记住三极管管脚及其好坏的测量方法，对比记忆。

作业：练习册
板书设计：一、三极管参数
1、电流放大系数
2、极间的反向电流
3、参数与温度的关系
二、三极管的测试与应用
1、晶体三极管的检测方法
2、三极管的选用和代换。