三极管的工作原理及检测方法.
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项目一三极管的工作原理三极管,全称应为半导体三极管,也称晶体管、晶体三极管,是一种电流控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号,也用作无触点开关。
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。
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。
下图是各种常用三极管的实物图和符号。
一、三极管的电流放大作用下面的分析仅对于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。
二、三极管的偏置电路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。
三级管电路工作原理及详解一、引言三极管是一种常用的半导体器件,广泛应用于各种电路中。
它具有放大信号、开关控制和稳压等特性,是现代电子设备中不可或缺的元件之一。
本文将深入探讨三极管电路的工作原理和详解,以帮助读者更好地理解和应用三极管。
二、三极管基本概述三极管是由三个不同掺杂的半导体材料组成,常用的有NPN型和PNP型两种。
其中,NPN型三极管中央是N型半导体,两侧是P型半导体;PNP型三极管中央是P型半导体,两侧是N型半导体。
三极管的结构决定了它具有双向导通的特点。
三、三极管的工作原理3.1 NPN型三极管工作原理1.充电过程:–基极与发射极之间施加正向电压。
–发射极和基极之间形成正向偏压。
–发射极注入少量电子到基区。
2.放电过程:–基极电压接近零。
–发射区的少数载流子都陷于基区。
–收集区电流几乎是零。
3.放大过程:–基极电压逆向偏置。
–发射极和基极之间形成反向偏压。
–基极电流引起发射极电流的增加,形成放大效应。
3.2 PNP型三极管工作原理1.充电过程:–基极与发射极之间施加负向电压。
–发射极和基极之间形成负向偏压。
–发射极抽取少量电子从基区。
2.放电过程:–基极电压接近零。
–发射区的少数载流子都陷于基区。
–收集区电流几乎是零。
3.放大过程:–基极电压逆向偏置。
–发射极与基极之间形成反向偏压。
–基极电流引起发射极电流的减小,形成放大效应。
四、三极管的应用三极管由于其特性,在电子电路中有广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景: 1. 放大器:使用三极管可以放大微弱的信号,使之变得可用于其他电路。
2. 开关控制:三极管可以作为开关,控制电路的通断。
3. 稳压器:利用三极管的特性,可以设计稳压电路,保持输出电压的稳定性。
4. 正弦波发生器:三极管可以用于正弦波发生器的设计,产生各种频率的信号。
五、三极管的优缺点5.1 优点•体积小、重量轻,便于集成和组装。
•功耗低,效率高。
•放大范围宽,稳定性好。
三极管基础知识及测量方法三极管基础知识及测量方法一、晶体管基础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 结势垒电场的作用下到达集电区,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/50 k Ω = 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作用。
金属氧化物半导体场效应三极管的基本工作原理是靠半导体表面的电场效应,在半导体中感生出导电沟道来进行工作的。
当栅 G 电压 VG 增大时,p 型半导体表面的多数载流子棗空穴逐渐减少、耗尽,而电子逐渐积累到反型。
当表面达到反型时,电子积累层将在 n+ 源区 S 和 n+ 漏区 D 之间形成导电沟道。
当VDS ≠ 0 时,源漏电极之间有较大的电流 IDS 流过。
使半导体表面达到强反型时所需加的栅源电压称为阈值电压 VT 。
当 VGS>VT 并取不同数值时,反型层的导电能力将改变,在相同的 VDS 下也将产生不同的 IDS , 实现栅源电压VGS 对源漏电流 IDS 的控制。
二、晶体管的命名方法晶体管:最常用的有三极管和二极管两种。
三极管以符号BG(旧)或(T)表示,二极管以D表示。
按制作材料分,晶体管可分为锗管和硅管两种。
按极性分,三极管有PNP和NPN两种,而二极管有P型和N型之分。
实验三:识别三极管一.实验目的1)了解三极管的分类方法;2)知道三极管的命名方法;3)掌握三极管的管脚检测;4)知道三极管电流分配关系的测量;5)知道三极管输入输出特性曲线的测量。
二.实验设备1)交流信号源、直流稳压电源、双踪示波器、数字万用表;2)三极管(9013,9012,3DG6,3DG6,8050,8055),电阻若干等。
三.实验要求1)查阅有关技术资料、网络资料及电子学科工具书,查集成运放的性能参数;2)识读与测试电路中相关的元器件的引脚和判断器件的好坏;3)使用仿真电路软件PROTEUS进行电路的仿真,验证其原理;4)焊接设计的电路,并调试成功,对电路所出现故障进行原因分析及排除;5)撰写实验报告。
6)小组合作。
各小组学习情况记录:专业班别成员姓名学号负责的工作自评分组内评分组长组员1组员2组员3组员4四.实验项目第一部分 三极管的识别及工作原理一、三极管的外形、结构及工作原理1. 通过资料阅读、网络搜索等手段,了解三极管的外形和结构,以及它们在现代工业和科学研究等领域的重要作用,填入自制的表格。
2.学习三极管的结构与符号,写出结构图中序号的名称,根据结构图说明三极管的工艺特点(内部条件),并画出NPN 和PNP 三极管的符号。
(1) ;(2) ;(3) ;(4) ; (5) ;(6) ;(7) ;(8) ; 三极管的工艺特点(内部条件):三极管的符号:3. 电路中常用的三极管种类很多,具体的分类情况如下图,查阅资料,填写下图。
晶体三极管分类按材料 极性分按工艺分按功率分 按工作频率分按功能用途分N P N (1)(2)(4) (7)(5) (8) (6)(3)P N P(1)(4) (7) (5)(8) (6)(3)(2)图1 NPN 三极管结构简图图2 PNP 三极管结构简图4. 不同的国家和地区,对三极管的命名方法是不一样的,查阅资料,填写下面表格,补充归纳三极管命名方法。
表一:国产半导体分立器件型号命名法(场效应管、半导体特殊器件、复合管、PIN型管、激光器件的型号命名只有第三、四、五部分)第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分符号意义符号意义符号意义意义2 二极管A N型锗材料P 普通管用数字表示序号用汉语拼音字母表示规格号B P型锗材料V 微波管C N型硅材料W 稳压管D P型硅材料 C 参量管3 三极管A PNP型锗材料Z 整流管B NPN型锗材料L 整流堆C PNP型硅材料S 隧道管D NPN型硅材料N 阻尼管示例:3 D G 6 CU 光电器件K 开关管T半导体晶闸管(可控整流器)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Y 体效应器件B 雪崩管J 阶跃恢复管CS 场效应管BT 半导体特殊器件FH 复合管PIN PIN型管JG 激光器件注:场效应器件、半导体特殊器件、复合管、PIN型管、激光器件的型号命名只有第三、四、五部分。
三极管工作原理及详解三极管是一种半导体器件,也被称为双极型晶体管。
它是由三个不同掺杂的半导体材料(P型、N型和P型)构成的。
三极管主要有三个区域,分别是发射区(Emitter)、基极区(Base)和集电区(Collector)。
三极管的工作原理是基于PN结和两个PN结之间的正偏压。
在三极管中,发射区被正向偏置,基极区与发射区之间的PN结是正向偏置的,而基极区与集电区之间的PN结是反向偏置的。
在正向偏置下,发射区和基极之间形成强烈的电子流。
三极管的工作原理可以通过以下过程来解释:1.关闭状态:当没有外部电压时,三极管处于关闭状态。
这时,发射区和基极之间的PN结是反向偏置的,导致电子无法通过这个结。
同时,基极区和集电区之间的PN结也是反向偏置的,阻止电流通过结。
2.开通状态:当在发射区和基极之间施加一定的正偏压时,发射区与基极之间的PN结将变得导电。
这时,电子从N区进入P区,然后重新组合成空穴进入基极区。
由于基极区非常薄,电子容易通过这个区域,这导致电子流从发射区进入基极区。
3.放大状态:在开通状态下,当电子进入基极区时,它们在基极区中会重新复合成空穴。
然而,由于基极区非常薄,复合的速度非常慢。
因此,大部分电子通过基极区,进入集电区而没有复合。
这样,发射区的电子流被放大,从而实现电流的放大功能。
总结起来,三极管的工作原理可以归结为以下三个步骤:1)施加正向偏压,使发射区和基极之间的PN结导电;2)电子从发射区进入基极区;3)电子在基极区中重新组合成空穴,并通过集电区。
除了电流放大功能之外,三极管还有其他重要的应用。
例如,它可以用于开关电路、放大电路和振荡电路。
在开关电路中,三极管可以用来控制开关的打开和关闭。
在放大电路中,三极管可以利用小信号输入来放大电流或电压。
在振荡电路中,三极管可以通过反馈来产生振荡信号。
总而言之,三极管是一种基本的半导体器件,其工作原理基于PN结和正向偏压的使用。
通过电子的流动和复合,三极管可以实现电流的放大和控制,从而为电子器件带来许多应用。
测判三极管的口诀三极管的管型及管脚的判别是电子技术初学者的一项基本功,为了帮助读者迅速掌握测判方法,笔者总结出四句口诀:“三颠倒,找基极;PN结,定管型;顺箭头,偏转大;测不准,动嘴巴。
”下面让我们逐句进行解释吧。
一、三颠倒,找基极大家知道,三极管是含有两个PN结的半导体器件。
根据两个PN结连接方式不同,可以分为NPN型和PNP型两种不同导电类型的三极管,图1是它们的电路符号和等效电路。
测试三极管要使用万用电表的欧姆挡,并选择R×100或R×1k挡位。
图2绘出了万用电表欧姆挡的等效电路。
由图可见,红表笔所连接的是表内电池的负极,黑表笔则连接着表内电池的正极。
假定我们并不知道被测三极管是NPN型还是PNP型,也分不清各管脚是什么电极。
测试的第一步是判断哪个管脚是基极。
这时,我们任取两个电极(如这两个电极为1、2),用万用电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻,观察表针的偏转角度;接着,再取1、3两个电极和2、3两个电极,分别颠倒测量它们的正、反向电阻,观察表针的偏转角度。
在这三次颠倒测量中,必然有两次测量结果相近:即颠倒测量中表针一次偏转大,一次偏转小;剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小,这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基极(参看图1、图2不难理解它的道理)。
二、PN结,定管型找出三极管的基极后,我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的导电类型(图1)。
将万用表的黑表笔接触基极,红表笔接触另外两个电极中的任一电极,若表头指针偏转角度很大,则说明被测三极管为NPN型管;若表头指针偏转角度很小,则被测管即为PNP型。
三、顺箭头,偏转大找出了基极b,另外两个电极哪个是集电极c,哪个是发射极e呢?这时我们可以用测穿透电流ICEO的方法确定集电极c和发射极e。
(1) 对于NPN型三极管,穿透电流的测量电路如图3所示。
根据这个原理,用万用电表的黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec,虽然两次测量中万用表指针偏转角度都很小,但仔细观察,总会有一次偏转角度稍大,此时电流的流向一定是:黑表笔→c 极→b极→e极→红表笔,电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致(“顺箭头”),所以此时黑表笔所接的一定是集电极c,红表笔所接的一定是发射极e。
三极管npn工作原理三极管是一种重要的电子元器件,在电子与电路领域得到广泛应用。
它是由三个控制区域构成的半导体器件,具有放大、开关等多种作用。
其中NPN型三极管是一种常见的类型,本文将介绍NPN型三极管的工作原理以及相关参考内容。
NPN型三极管由三个不同的掺杂的半导体区域构成,分别是一个大的n型半导体(基区),被包围在两个较小的p型半导体(发射区和集电区)之间。
NPN型三极管的工作原理是基于这三个区域之间的控制以及电流流动的性质。
接下来将从npn三极管的工作原理、三极管的工作过程、三极管的放大特性、三极管的开关特性等方面进行讨论。
1. NPN型三极管的工作原理:NPN型三极管的工作原理基于PN结的正向和反向偏置。
当集电极与发射极之间的电压(Vce)小于零时,PN结被反向偏置,其中的发射结处于反向偏通态,基结处于正向偏通态。
此时,结电容的空间电荷区被放大,阻止电流流过。
换句话说,电压小于负值时,三极管处于"截止"区。
当Vce大于零时,PN结处于正向偏置。
此时,基结处于正向偏通态,发射结通过电流流动。
当输入信号(即基极电流)增加时,发射区域的感应电流也随之增加,导致集电区的电流增加。
因此,NPN型三极管是一个放大器。
2. NPN型三极管的工作过程:NPN型三极管的工作过程可以分为三个阶段:截止区、放大区和饱和区。
截止区:当Vce小于零时,三极管工作在截止区。
此时,电流不会流经三极管,相当于一个开路。
放大区:当输入信号(即基极电流)增加时,三极管工作在放大区。
此时,输入电流的微小变化能够导致输出电流的显著增长,从而实现信号的放大。
饱和区:当输入信号增加到一定程度时,三极管将进入饱和区。
此时,三极管的放大能力达到最大值,再增大基极电流也无法进一步增加集电区的电流。
这时,三极管相当于一个导通的开关。
3. NPN型三极管的放大特性:NPN型三极管可以将输入信号的小变化放大到较大的输出信号,具有放大能力。
三极管检测方法三极管是一种常用的电子元件,广泛应用于电子电路中。
它具有放大、开关和稳压等特性,被称为电子领域的"万能元件"。
而三极管检测方法就是用来判断三极管性能的一种技术手段。
下面我们来详细介绍一下三极管检测的方法。
我们需要了解一下三极管的基本结构和工作原理。
三极管由三个区域组成,分别为基区、发射区和集电区。
当输入信号加在基极上时,三极管就会工作起来。
它的工作可以分为三种模式:放大模式、截止模式和饱和模式。
在放大模式下,三极管可以对输入信号进行放大,起到信号放大的作用。
在截止模式下,三极管不对输入信号进行放大,输出电流几乎为零。
在饱和模式下,三极管的输出电流达到最大值,不再随输入信号的变化而变化。
针对不同的检测需求,可以采用以下几种方法对三极管进行检测。
第一种方法是静态检测法。
这种方法主要通过测量三极管的静态工作点来判断其工作状态。
静态工作点可以通过测量三极管的电流和电压来确定。
一般来说,通过在基极、发射极和集电极之间分别接入电阻,然后测量这些电阻两端的电压,再结合一些计算公式,就可以获得静态工作点的相关参数。
通过对比这些参数与标准值的差异,可以判断三极管是否正常工作。
第二种方法是动态检测法。
这种方法主要通过对三极管输入和输出信号的波形进行观察和分析来判断其工作状态。
一般来说,可以通过示波器来观察信号波形。
在放大模式下,输入信号经过三极管放大后,输出信号会有明显的变化。
通过观察输入和输出信号的波形,可以判断三极管是否处于放大模式。
第三种方法是参数检测法。
这种方法主要通过测量三极管的一些参数来判断其工作状态。
常用的参数包括电流放大倍数、最大集电极电流和最大功耗等。
通过测量这些参数的数值,可以判断三极管是否正常工作。
例如,如果电流放大倍数明显低于标准值,就说明三极管可能存在故障。
除了以上几种常用的检测方法外,还有一些其他的方法,如热测法、噪声测试法、频率响应测试法等。
这些方法主要适用于特定的检测需求和特殊的工作环境。
1 中、小功率三极管的检测A 已知型号和管脚排列的三极管,可按下述方法来判断其性能好坏(a) 测量极间电阻。
将万用表置于R×100或R×1K挡,按照红、黑表笔的六种不同接法进行测试。
其中,发射结和集电结的正向电阻值比较低,其他四种接法测得的电阻值都很高,约为几百千欧至无穷大。
但不管是低阻还是高阻,硅材料三极管的极间电阻要比锗材料三极管的极间电阻大得多。
(b) 三极管的穿透电流ICEO的数值近似等于管子的倍数β和集电结的反向电流ICBO的乘积。
ICBO随着环境温度的升高而增长很快,ICBO的增加必然造成ICEO的增大。
而ICEO 的增大将直接影响管子工作的稳定性,所以在使用中应尽量选用ICEO小的管子。
通过用万用表电阻直接测量三极管e-c极之间的电阻方法,可间接估计ICEO的大小,具体方法如下:万用表电阻的量程一般选用R×100或R×1K挡,对于PNP管,黑表管接e极,红表笔接c 极,对于NPN型三极管,黑表笔接c极,红表笔接e极。
要求测得的电阻越大越好。
e-c 间的阻值越大,说明管子的ICEO越小;反之,所测阻值越小,说明被测管的ICEO越大。
一般说来,中、小功率硅管、锗材料低频管,其阻值应分别在几百千欧、几十千欧及十几千欧以上,如果阻值很小或测试时万用表指针来回晃动,则表明ICEO很大,管子的性能不稳定。
(c) 测量放大能力(β)。
目前有些型号的万用表具有测量三极管hFE的刻度线及其测试插座,可以很方便地测量三极管的放大倍数。
先将万用表功能开关拨至 挡,量程开关拨到ADJ 位置,把红、黑表笔短接,调整调零旋钮,使万用表指针指示为零,然后将量程开关拨到hFE位置,并使两短接的表笔分开,把被测三极管插入测试插座,即可从hFE刻度线上读出管子的放大倍数。
B 检测判别电极(a) 判定基极。
用万用表R×100或R×1k挡测量三极管三个电极中每两个极之间的正、反向电阻值。
三极管npn的工作原理
NPN三极管是一种常用的双极型晶体管,在电子器件中应用广泛。
它由三个掺杂不同类型的半导体材料构成,分别是N 区(负电荷载流子区)、P区(正电荷载流子区)和N区(负电荷载流子区)。
NPN三极管的工作原理如下:
1. 开关状态:当无外加电压时,NPN三极管处于关闭状态,没有电流流过。
此时,基区没有电流通过,无法使集电极和发射极之间产生足够的电压来放大输入信号。
2. 放大状态:当在基极和发射极之间施加一个电压时,基区会形成电流,这个电流也称为基电流。
当基电流足够大时,它会将NPN三极管推至工作状态,这时集电极和发射极之间存在较大的电压差,从而形成放大效应。
通过调节基电流的大小,可以调整NPN三极管的放大倍数。
具体工作过程如下:
1. 输入:将输入信号(例如电压或电流)加到基极,通过控制基电流的大小来控制NPN三极管的放大倍数。
2. 放大:当正向偏置电压(例如外加电压)施加到集电极和发射极之间时,电子从发射极流向基极,同时由于浓度差异,少数载流子空穴从基极进入集电极,形成电流放大效应。
3. 输出:输出信号从集电极取出。
总之,NPN三极管的工作原理是基于控制基电流从而控制集电极和发射极之间的电压差,以实现信号放大的效果。
三极管的工作原理,详细、通俗易懂、图文并茂一、很多初学者都会认为三极管是两个PN 结的简单凑合(如图1)。
这种想法是错误的,两个二极管的组合不能形成一个三极管。
我们以NPN 型三极管为例(见图2 ),两个PN 结共用了一个P 区——基区,基区做得极薄,只有几微米到几十微米,正是靠着它把两个PN 结有机地结合成一个不可分割的整体,它们之间存在着相互联系和相互影响,使三极管完全不同于两个单独的PN 结的特性。
三极管在外加电压的作用下,形成基极电流、集电极电流和发射极电流,成为电流放大器件。
二、三极管的电流放大作用与其物理结构有关,三极管内部进行的物理过程是十分复杂的,初学者暂时不必去深入探讨。
从应用的角度来讲,可以把三极管看作是一个电流分配器。
一个三极管制成后,它的三个电流之间的比例关系就大体上确定了(见图 3 ),用式子来表示就是β 和α 称为三极管的电流分配系数,其中β 值大家比较熟悉,都管它叫电流放大系数。
三个电流中,有一个电流发生变化,另外两个电流也会随着按比例地变化。
例如,基极电流的变化量ΔI b =10 μA ,β =50 ,根据ΔI c =βΔI b 的关系式,集电极电流的变化量ΔI c =50×10 =500μA ,实现了电流放大。
三、三极管自身并不能把小电流变成大电流,它仅仅起着一种控制作用,控制着电路里的电源,按确定的比例向三极管提供I b 、I c 和I e 这三个电流。
为了容易理解,我们还是用水流比喻电流(见图 4 )。
这是粗、细两根水管,粗的管子内装有闸门,这个闸门是由细的管子中的水量控制着它的开启程度。
如果细管子中没有水流,粗管子中的闸门就会关闭。
注入细管子中的水量越大,闸门就开得越大,相应地流过粗管子的水就越多,这就体现出“以小控制大,以弱控制强”的道理。
由图可见,细管子的水与粗管子的水在下端汇合在一根管子中。
三极管的基极 b 、集电极 c 和发射极e 就对应着图4 中的细管、粗管和粗细交汇的管子。
三极管的原理、应用、检测一、三极管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。
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。
二、晶体三极管的类型晶体三极管,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。
它最主要的功能是电流放大和开关作用。
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。
三、三极管的材料三极管的材料有锗材料和硅材料。
它们之间最大的差异就是起始电压不一样。
锗管PN结的导通电压为0.2V左右,而硅管PN结的导通电压为0.6~0.7V。
在放大电路中如果用同类型的锗管代换同类型的硅管,或用同类型的硅管代换同类型的锗管一般是可以的,但都要在基极偏置电压上进行必要的调整,因为它们的起始电压不一样。
但在脉冲电路和开关电路中不同材料的三极管是否能互换必须具体分析,不能盲目代换。
四、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。
对于小功率金属封装三极管,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ebc。
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。
五、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。
三极管测温原理随着科技的不断进步,温度测量技术也得到了极大的发展。
在各种不同的温度测量方法中,三极管测温原理因其精度高、响应快的特点而备受关注。
本文将介绍三极管测温原理的工作原理、应用领域以及优点。
一、工作原理三极管是一种半导体器件,由发射极、基极和集电极构成。
三极管的发射极和基极之间的电流与发射极和集电极之间的电流之比呈现一个明确的关系。
当温度发生变化时,这个比例关系也会发生变化,进而影响到三极管的工作状态。
具体来说,当三极管处于正常的工作状态下,发射极与基极之间存在一个基极电流(IB)。
根据三极管的基本原理,发射极与集电极之间的电流(IC)与基极电流之比可以近似地表示为IC/IB ≈β(β为三极管的放大倍数)。
当温度发生变化时,三极管的发射极与基极之间的电流会随之变化,这将导致IC/IB的比例关系发生改变。
通过测量这个比例关系的变化,我们可以推算出温度的变化。
二、应用领域三极管测温原理在现实生活中有广泛的应用,以下列举了其中的几个应用领域:1. 环境监测:三极管可以嵌入到温度敏感的设备或环境中,通过测量IC/IB的比例关系,可以实时监测环境温度的变化,进而采取合适的措施。
2. 工业生产:在工厂的生产线上,温度监测对于保证产品质量非常重要。
三极管可以嵌入到生产设备中,通过测量IC/IB的比例关系,可以及时调整生产过程中的温度,提高产品的一致性和稳定性。
3. 医疗领域:三极管测温原理在医疗领域中也有广泛的应用。
例如,在手术室中,医生可以使用三极管来监测病人的体温,并根据测量结果调整手术环境的温度,提供更好的手术条件。
三、优点三极管测温原理相比于其他温度测量方法具有以下几个优点:1. 高精度:由于三极管的放大倍数具有很高的稳定性,所以通过测量IC/IB的比例关系可以得到较为准确的温度值。
2. 快速响应:三极管具有快速响应的特点,可以在短时间内检测到温度的变化,并及时做出相应的调整。
3. 可靠性高:三极管作为一种成熟的半导体器件,其可靠性得到了广泛的验证,可以长时间稳定地工作。
光敏三极管的工作基本原理光敏三极管(Phototransistor)是一种感光器件,常用于光电探测和自动调节系统中。
它通过光的照射来改变电流或电压的特性。
光敏三极管由半导体材料制成,其工作基本原理可以分为以下几个方面:1. 光电转换原理:光敏三极管是基于内照射效应的光电转换器件。
当射入光照射到光敏三极管的p-n结(二极管结)上时,其中的载流子会被光激发,产生电子-空穴对。
这些电子-空穴对会被电场分离并形成电流。
2. 寄生效应:光敏三极管的工作还受到寄生效应的影响。
这主要包括晶体管的集电结和基极结之间的用于偏置的电流、晶体管的电容和内部寄生电阻等。
这些因素会影响光敏三极管的响应速度和输出电流。
3.电子与光电流的关系: 光敏三极管的输出可以是电流或电压。
在常用的NPN 结构光敏三极管中,光照会激发电子从基区注入发射极(集电极),增加发射极电流,从而使得电流变大。
光敏三极管的电流输出与光照强度之间存在线性关系。
4. 基区电压调制:根据光照强度不同,光敏三极管的基区电压也会发生变化。
基区电压的变化会引起其他参数如发射区的电流变化,从而改变整个光敏三极管的工作状态。
5. 比例关系:光照强度与光敏三极管输出之间存在一定的线性比例关系。
这使得光敏三极管能够被广泛应用于测量和控制系统中,如光电测量、光电自动调节、光电光学追踪等。
总结起来,光敏三极管的工作基本原理是通过光的照射激发载流子并形成电子-空穴对,进而改变光敏三极管的电流或电压特性。
其工作受到光照强度、寄生效应以及光敏三极管内部结构和参数的相互影响。
通过利用光敏三极管的电流输出与光照强度之间的线性关系,可以实现光电信号的测量和控制。
光敏三极管的工作原理为光电器件的应用提供了重要的技术基础。
三极管的工作原理一、引言三极管是一种重要的电子元件,广泛应用于电子电路中。
了解三极管的工作原理对于理解电子电路的基本原理和设计电路具有重要意义。
本文将详细介绍三极管的工作原理。
二、三极管的基本结构三极管由三个掺杂不同类型的半导体材料组成,分别是发射极(Emitter)、基极(Base)和集电极(Collector)。
发射极和集电极之间通过基极控制电流的流动。
三极管通常有两种类型:NPN型和PNP型。
NPN型中,发射极和基极为N型材料,集电极为P型材料。
PNP型中,发射极和基极为P型材料,集电极为N型材料。
三、三极管的工作原理1. NPN型三极管工作原理:当发射极与基极之间施加正向电压,即发射极为正极,基极为负极,形成正向偏置。
此时,发射极和基极之间会形成一个很小的电流,称为基极电流(IB)。
这个电流会使得发射极和集电极之间形成一个更大的电流,称为集电极电流(IC)。
三极管的放大作用就是将小的基极电流放大成大的集电极电流。
2. PNP型三极管工作原理:PNP型三极管的工作原理与NPN型相反。
当基极与发射极之间施加正向电压,形成正向偏置。
此时,发射极和基极之间会形成一个很小的电流,称为基极电流(IB)。
这个电流会使得集电极和发射极之间形成一个更大的电流,称为集电极电流(IC)。
四、三极管的工作模式三极管有三种工作模式:放大模式、截止模式和饱和模式。
1. 放大模式:当三极管处于放大模式时,基极电流(IB)的变化会导致集电极电流(IC)的放大。
在这种模式下,三极管可以作为放大器使用,将输入信号放大到更大的幅度。
2. 截止模式:当三极管处于截止模式时,基极电流(IB)非常小,接近于零。
此时,集电极电流(IC)也非常小,接近于零。
三极管处于截止模式时,相当于开路状态,不会传导电流。
3. 饱和模式:当三极管处于饱和模式时,基极电流(IB)的变化会导致集电极电流(IC)接近最大值。
在这种模式下,三极管可以作为开关使用,将输入信号转换为输出信号。
三极管的工作原理及检测方法
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。
二、偏置电路
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0.7 V)。
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R b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。
三、开关作用
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。
四、工作状态
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)。
对于PNP型三极管,分析方法类似,不同的地方就是电流方向跟NPN的刚好相反,因此发射极上面那个箭头方向也反了过来——变成朝里的了。
检测三极管的口诀
三极管的管型及管脚的判别是电子技术初学者的一项基本功,为了帮助读者迅速掌握测判方法,笔者总结出四句口诀:“三颠倒,找基极;PN结,定管型;顺箭头,偏转大;测不准,动嘴巴。
”下面让我们逐句进行解释吧。
一、三颠倒,找基极
大家知道,三极管是含有两个PN结的半导体器件。
根据两个PN结连接方式不同,可以分为NPN型和PNP 型两种不同导电类型的三极管,图1是它们的电路符号和等效电路。
测试三极管要使用万用电表的欧姆挡,并选择R×100或R×1k挡位。
图2绘出了万用电表欧姆挡的等效电路。
由图可见,红表笔所连接的是表内电池的负极,黑表笔则连接着表内电池的正极。
假定我们并不知道被测三极管是NPN型还是PNP型,也分不清各管脚是什么电极。
测试的第一步是判断哪个管脚是基极。
这时,我们任取两个电极(如这两个电极为1、2),用万用电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻,观察表针的偏转角度;接着,再取1、3两个电极和2、3两个电极,分别颠倒测量它们的正、反向电阻,观察表针的偏转角度。
在这三次颠倒测量中,必然有两次测量结果相近:即颠倒测量中表针一次偏转大,一次偏转小;剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小,这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基极(参看图1、图2不难理解它的道理)。
二、 PN结,定管型
找出三极管的基极后,我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的导电类型(图1)。
将万用表的黑表笔接触基极,红表笔接触另外两个电极中的任一电极,若表头指针偏转角度很大,则说明被测三极管为NPN型管;若表头指针偏转角度很小,则被测管即为PNP型。
三、顺箭头,偏转大
找出了基极b,另外两个电极哪个是集电极c,哪个是发射极e呢?这时我们可以用测穿透电流ICEO的方法确定集电极c和发射极e。
(1) 对于NPN型三极管,穿透电流的测量电路如图3所示。
根据这个原理,用万用电表的黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec,虽然两次测量中万用表指针偏转角度
都很小,但仔细观察,总会有一次偏转角度稍大,此时电流的流向一定是:黑表笔→c极→b极→e极→红表笔,电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致(“顺箭头”),所以此时黑表笔所接的一定是集电极c,红表笔所接的一定是发射极e。
(2) 对于PNP型的三极管,道理也类似于NPN型,其电流流向一定是:黑表笔→e极→b极→c极→红表笔,其电流流向也与三极管符号中的箭头方向一致,所以此时黑表笔所接的一定是发射极e,红表笔所接的一定是集电极c(参看图1、图3可知)。
四、测不出,动嘴巴
若在“顺箭头,偏转大”的测量过程中,若由于颠倒前后的两次测量指针偏转均太小难以区分时,就要“动嘴巴”了。
具体方法是:在“顺箭头,偏转大”的两次测量中,用两只手分别捏住两表笔与管脚的结合部,用嘴巴含住(或用舌头抵住)基电极b,仍用“顺箭头,偏转大”的判别方法即可区分开集电极c与发射极e。
其中人体起到直流偏置电阻的作用,目的是使效果更加明显。