晶体三极管
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晶体三极管晶体三极管简称三极管,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。
一、三极管的结构三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,这两个PN结为:发射结和集电结。
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,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。
根据三个区半导体材料性质的不同,三极管排列方式有PNP型和NPN 型两种,如图所示。
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。
两种类型管子符号的区别:NPN型管发射极箭头向外,PNP型管发射极箭头向内。
箭头方向表示发射结加正向电压时的电流方向。
NPN型和PNP型两种管子的工作原理是相同的。
为保证三极管具有放大作用,三极管的内部结构具有如下两个特点:(1)三极管的基区做得很薄,约为几到几十微米。
(2)发射区掺入杂质的浓度远大于基区掺杂浓度。
例如,NPN型管发射区(N型区)的电子浓度大于基区(P型区)的空穴浓度。
另外,由于集电区的掺杂浓度不是远大于基区掺杂浓度,集电结的面积比发射结的面积大,所以在使用三极管时,集电极和发射极是不能对调使用的。
NPN型和PNP型两种类型的三极管按照选用半导体材料的不同,有硅管和锗管之分。
目前应用较多的是NPN型硅管。
二、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。
三、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。
晶体三极管又称晶体管、双极型晶体管;在晶体管中有两类不同的载流子参与导电。
一、晶体管的结构和类型
1.晶体管的结构
在同一个硅片上制造出三个掺杂区域,并形成两个PN结,就形成三极管。
2.晶体管的类型
基极为P的称为NPN型,基极为N的称为PNP型。
二、晶体管的电流放大作用
晶体管的放大状态的外部条件:发射结正偏且集电结反偏。
发射结正偏:发射区的载流子可以扩散到基区
集电结反偏:基区的非平衡少子(从发射区扩散到基区的载流子)可以漂移到集电区。
如果发射结正偏,集电结也正偏,出现的情况将是发射区的载流子扩散到基区,同时集电区的载流子也漂移到基区。
1.晶体管内部载流子运动
①发射结正偏:发射区载流子向基区扩散,基区空穴向发射区漂移
②集电极反偏,非平衡少子运动:从发射区过来的载流子到达基区后,称为非平衡少子(基区是P带正电,载流子是电子,所以是非平衡少子;基区空穴虽然是多子,但是数量比较少),一方面与基区的空穴复合(少量);另一方面,由于集电极反偏,会产生非平衡少子的漂移运动,非平衡少子从基区漂移到集电极,从而产生漂移电流。
由于集电极面积非常大,所以可以产生比较大的漂移电流(到达基区的载流子,由于集电极反偏,所以对基区的非平衡少子有吸引,集电极带正电,非平衡少子带负电)
③集电极反偏,少子漂移电流:由于集电结反偏,处于基区的少子(电子)会漂移运到到集电区;集电区的少子(空穴)会漂移运动到基区
2.晶体管中的电流分关系
三、共射电路放大系数
1.直流放大系数:放大系数:I c=(1+β)I B
2.交流放大系数:直流电流放大系数可以代替交流电流放大系数
四、结语
希望本文对大家能够有所帮助。
晶体三极管百科名片晶体三极管,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。
目录编辑本段简介晶体三极管由两个PN结组成,PN结的正向电阻很小,反向电阻很大晶体三极管,根据三个电极之间的电阻关系,可以确定三极管的基极。
由于三极管的发射结与集电结的结构上的差别,当把集电极当发射极使用时,其电流放大系数β较小,反之β值较大。
在确定基极后,比较三极管的β值大小,可以确定集电极和发射极。
使三极管基极开路,在发射极和集电极之间加一小电压,使发射结承受正向电压,集电结承受反向电压,这时集电极之间加一偏流电流(如用欧姆表,反映出来是电阻很大)。
在基极和集电极之间加一偏流电阻,集电极电流显著增大(因有了一定的基极电流),这时集电极和发射极之间电阻仅为偏流电阻的十几分之一。
从集电极电流墙的幅度可判断β值的大小(用欧姆表时,如果表针偏角较基极开路时增加的幅度大,则β值就大)。
编辑本段工作原理晶体三极管(以下简称三极管)按材料分有两种:储管和硅管。
而每一晶体三极管种又有NPN和PNP两种结构形式,但使用最多的是硅NPN和PNP两种三极管,两者除了电源极性不同外,其工作原理都是相同的,下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。
NPN管它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成,发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极。
当b点电位高于e点电位零点几伏时,发射结处于正偏状态,而C点电位高于b点电位几伏时,集电结处于反偏状态,集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。
在制造三极管时,有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的,同时基区做得很薄,而且,要严格控制杂质含量,这样,一旦接通电源后,由于由于发射结正偏,,发射区的多数载流子(电子)极基区的多数载流子(控穴)很容易地截越过发射结构互相向反方各扩散,晶体三极管但因前者的浓度基大于后者,所以通过发射结的电流基本上是电子流,这股电子流称为发射极电流Ie。
晶体三极管晶体三极管,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。
目录[隐藏]∙ 1 工作原理∙ 2 主要作用∙ 3 主要参数∙ 4 特性曲线∙ 5 产品检测∙ 6 工作状态∙7 产品分类∙8 主要类别∙9 基极判别∙10 判断口诀∙11 基本放大电路∙12 判断好坏∙13 主要特点∙14 判断故障∙15 注意事项∙16 产品展示∙17 相关词条18 参考资料晶体三极管-工作原理晶体三极管晶体三极管(以下简称三极管)按材料分有两种:储管和硅管。
而每一种又有NPN和PNP 两种结构形式,但使用最多的是硅NPN和PNP两种三极管,两者除了电源极性不同外,其工作原理都是相同的,下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。
NPN管它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成,发射区与基区之间形成的PN 结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极。
当b点电位高于e点电位零点几伏时,发射结处于正偏状态,而C点电位高于b点电位几伏时,集电结处于反偏状态,集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。
在制造三极管时,有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的,同时基区做得很薄,而且,要严格控制杂质含量,这样,一旦接通电源后,由于发射结正确,发射区的多数载流子(电子)极基区的多数载流子(控穴)很容易地截越过发射结构互相向反方各扩散,但因前者的浓度基大于后者,所以通过发射结的电流基本上是电子流,这股电子流称为发射极电流Ie。
由于基区很薄,加上集电结的反偏,注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电集电流Ic,只剩下很少(1-10%)的电子在基区的空穴进行复合,被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补纪念给,从而形成了基极电流Ibo根据电流连续性原理得:Ie=Ib+Ic 这就是说,在基极补充一个很小的Ib,就可以在集电极上得到一个较大的Ic,这就是所谓电流放大作用,Ic与Ib是维持一定的比例关系,即:β1=Ic/Ib式中:β--称为直流放大倍数,集电极电流的变化量△Ic与基极电流的变化量△Ib之比为:β=△Ic/△Ib式中β--称为交流电流放大倍数,由于低频时β1和β的数值相差不大,所以有时为了方便起见,对两者不作严格区分,β值约为几十至一百多。
晶体三极管各级一、引言晶体三极管是一种常用的电子元件,广泛应用于各种电子设备中。
它是一种具有放大和开关功能的半导体器件,由三个不同掺杂的半导体层构成。
本文将详细探讨晶体三极管各级的结构、工作原理及应用。
二、晶体三极管结构晶体三极管由三个掺杂不同类型的半导体层构成,分别是发射区、基极区和集电区。
其中,发射区与基极区之间存在发射结,基极区与集电区之间存在集电结。
整个晶体三极管的结构类似于两个二极管的串联,其中一个二极管的发射极与另一个二极管的基极相连。
1. 发射区发射区是晶体三极管中的最外层,通常由n型半导体构成。
它的主要作用是放大电流,并将电流输送到基极区。
2. 基极区基极区位于晶体三极管的中间,通常由p型半导体构成。
它是整个晶体三极管的控制区域,根据基极区的电流变化来控制发射区电流的变化。
3. 集电区集电区是晶体三极管中的最内层,通常由n型半导体构成。
它的主要作用是接收并放大来自发射区的电流。
三、晶体三极管工作原理晶体三极管通过调节基极区的电流来控制集电区的电流。
在正常工作状态下,发射结正向偏置,集电结反向偏置。
1. 放大作用当发射结处于正向偏置时,电流从发射区注入基极区,由于基极区较窄,大部分电流会穿过基极区并进入集电区,形成集电电流。
由于基极区的电流放大作用,集电电流通常会比发射电流大很多倍。
2. 开关作用当发射结处于反向偏置时,电流很难从发射区注入基极区,此时晶体三极管处于关闭状态。
当发射结处于正向偏置时,电流可以从发射区注入基极区,此时晶体三极管处于打开状态。
四、晶体三极管的应用晶体三极管具有放大和开关功能,因此在各种电子设备中得到广泛应用。
1. 放大器晶体三极管可用作放大器,将微弱的信号放大到较大的幅值,以便后续电路进行处理。
放大器广泛应用于音频放大、射频放大等领域。
2. 开关晶体三极管可用作开关,将小信号控制大电流的开关操作。
开关应用于数字电路、计算机、逻辑门等领域。
3. 振荡器晶体三极管可以与其他元件组合成振荡器,产生周期性信号。
三极管的基本结构是两个反向连结的PN结面,可有PNP和NPN两种组合。
三个接出来的端点依序称为发射极(emitter,E)、基极(base,B)和集电极(collector,C)。
晶体三极管具有正向受控作用。
⇒组成放大电路正向受控作用:集电极电流和发射极电流只受正向发射结电压控制而几乎不受反向集电结电压控制。
前提:正向电压加到发射结上,反向电压加到集电结上。
三极管放大状态时,导通能力大小由基极电流I b决定,因此三极管是电流控制型元件。
★三极管工作状态NPN型:当B与E之间电压V be>0.5V时,如果三个管脚电压关系是V c>V b>V e,则会处于放大状态;(发射结正偏,集电结反偏)如果是V b>V c>V e则会处于饱和状态(相当于开关);(发射结正偏,集电结正偏)如果此时V e>V c则仍会处于截止状态。
PNP型:当B和E之间电压V eb>0.5V时,如果三个管脚电压关系是V e>V b>V c,则会处于放大状态;(发射结正偏,集电结反偏)如果是V e>V c>V b则会处于饱和状态(相当于开关);(发射结正偏,集电结正偏)如果此时V c>V e则仍会处于截止状态。
发射极电流 I E = I EN + I EP I EN :电子电流 I EP :空穴电流集电极电流 I C = I CN + I CBO I CN :电子电流 I CBO :集电极反向饱和电流 I CN 受发射结正向电压控制,是I C 中可控成分;I CBO 不受发射结正向电压的控制,是I C 中不可控成分。
基极电流 I B = I EP -I CBO + (I EN -I CN ) ⇒ I B = I E -I C在众多载流子流中间,仅有发射区的多子自由电子通过发射结注入、基区扩散和复合、集电区收集三个环节,将I EN 转化为I CN ,成为产生正向受控作用的载流子流,而其它载流子流只能分别产生两个结的电流,它们对于正向受控作用来说都是无用的,是晶体三极管的寄生电流。
三极管工作原理(详解)三极管,也叫晶体三极管,简称晶体管,是一种能够放大电路中微小信号的电子元器件。
它的原理是通过控制一个区域的电子流,来改变另一个区域的电流。
晶体管最早由贝尔实验室的威廉·肖克利发明,是现代电子技术的基础之一。
本文将详细讲解三极管的工作原理。
一、晶体管的结构晶体管由三个掺杂不同材料的半导体层构成,分别为发射极(EB)、基极(CB)和集电极(CE)。
发射极(E):它是一个P型半导体,它的厚度很少,通常在0.01毫米以上,但是面积很大,通常在平方数分米。
基极(B):它是一个N型半导体,尽管它的尺寸比发射极大,但它的浓度很低,它是晶体管的控制电极。
集电极(C):它是一个N型半导体,通常比基极大几倍,是晶体管的输出电极。
为了保护晶体管的内部结构,晶体管需要封装成小型的金属或塑料外壳。
封装的芯片会被裸露出来,然后通过银色的金属脚连接电路板。
二、晶体管的工作原理晶体管是一种由硅和其他半导体材料构成的小型电子元件。
它的最重要的特性是可以放大信号。
晶体管的三个引脚在应用中被分别用作发射极、基极和集电极。
晶体管通过控制基极的电压,就能够放大电路中的微小信号。
晶体管具有三个工作区,它们分别是截止区、放大区和饱和区。
1. 截止区当基极电压低于截止电压时,晶体管处于截止状态,整个晶体管的结构中没有电流流动。
2. 放大区当基极电压高于截止电压时,晶体管处于放大状态。
此时,基极电压对晶体管的集电极电流产生控制作用。
如果基极电压升高,晶体管中的电流流向集电极方向就会升高,从而放大晶体管输入的电信号。
3. 饱和区当基极电压继续升高,晶体管中的电流达到最大值时,晶体管就会进入饱和状态。
在饱和区,晶体管可以用作开关,输出高电平或低电平。
三、晶体管的偏置要正确使用晶体管,需要对其进行偏置操作。
晶体管的偏置,是指将晶体管连接到电路中,并用一个外部电源提供所需要的电力。
基极电压在适当的电压下,即可使晶体管处于放大状态。
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。