(完整版)三极管的基本知识讲解
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三极管基础知识详解嘿,朋友们!今天咱们来唠唠三极管这个神奇的小玩意儿。
三极管啊,就像是一个微观世界里的小班长。
你看,它有三个电极,这就好比小班长有三个得力助手,分别是基极、集电极和发射极。
基极呢,就像是班长的小喇叭,是个指挥中心,只要它稍微有点动静,整个三极管的工作状态就跟着变了。
这个集电极可不得了,就像是个超级大力士。
它能承受很大的电流,就像大力士能扛起很重的东西一样夸张。
而发射极呢,就像是个快递员,把电流从三极管里快速地送出去。
三极管的工作模式啊,那也是超级有趣。
当基极这个小喇叭喊出微弱的信号时,就像轻轻吹了口气,集电极这个大力士就会做出很大的反应,就好像大力士听到小班长一声令下,就开始疯狂干活。
这就是三极管的放大作用,能把小信号变成大信号,简直像变魔术一样。
如果把三极管比作一个小剧团的话,基极就是导演,它决定着整个剧团的表演风格。
集电极和发射极就是演员,按照导演的指示,表演出放大或者其他的功能。
在电路里,三极管就像是个多面手。
有时候它是个信号放大器,把那些微弱得像小蚂蚁一样的信号,放大成强壮得像大象一样的信号。
有时候呢,它又像个开关,就像一个超级灵活的闸门,要么让电流通过,要么把电流拦住,比孙悟空的金箍棒还听话。
要是把电流比作一群小绵羊的话,三极管就能把这群小绵羊管得服服帖帖的。
基极就是那个拿着小皮鞭的牧羊人,轻轻一挥鞭,集电极和发射极就把小绵羊们赶到该去的地方。
而且啊,三极管的种类也很多,就像人有各种各样的性格一样。
有PNP 型的,有NPN型的,它们的工作方式就像两个性格迥异的小伙伴,虽然有点不同,但都能在电路这个大舞台上发挥自己的作用。
你可别小看这个小小的三极管,它可是现代电子设备里的大明星。
没有它,那些炫酷的电子产品可能就像没了灵魂一样,就像超级英雄没了超能力,啥都干不了啦。
所以说,三极管虽然小,但是能量超级大,就像一颗小小的种子,能长成参天大树呢!。
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<VB<VE。
2、三极管的三种工作状态:放大、饱和、截止(1)放大区:发射结正偏,集电结反偏。
对于NPN管来说,发射极正偏即基极电压Ub>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。
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。
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。
三極管的基礎知識一﹑極管的結構﹑符號及其分類1. 三極管的結構 發射區 基區集電區 c發射極 e集電極發射結 b 基極 集電結 e PNP 型 PNP 管的符號晶體三極管是由兩個PN 結組成﹐有三個區﹕發射區﹑基區﹑集電區﹐各自引出一個電極稱為發射極﹑基極和集電極﹐分別用字母e ﹑ b ﹑ c 表示﹐每個三極管內部都有兩個PN 結﹐發射區和基區之間的PN 結﹐稱為發射結﹔集電區和基區之間的PN 結﹐稱為集電結。
2. 三極管的分類(1)以材料分﹕硅三極管和鍺三極管(2)以結構分﹕PNP 型三極管和NPN 型三極管(3)以工作頻率分﹕低頻管和高頻管(4)以功率分﹕小功率和大功率管(5)以用途分﹕普通三極管和開關管﹐如(3AK 表示PNP 型開關鍺三極管)二﹑三極管的特性1. 具有放大作用2. I C =βI B (β為直流放大系數)3. I e =I b +I c三﹑三極管的應用可以和其他電子零件構成放大電路及其他電子線路四.三極管的測試1. 硅﹑鍺管的判別如右圖﹐當放大電路處于正常工作狀態時硅管發射結正向壓降為0.6~0.8v ﹐而鍺管只有0.1~0.3 v(即可判別硅管或鍺管)2. NPN 管型和PNP 管型的判別及其基本質量判斷三極管內部有兩個PN 結﹐根據PN 結正向電阻小﹑反向電阻大的特性﹐可以測定管型(1)用數字萬用表打到““檔位。
(2)用紅筆接b極﹐分別用黑筆接c﹑e極﹐如測量值顯示為0.5~0.7 v﹐則該管型為NPN管型﹐質量合格﹔若用黑表接b極﹐則是PNP管型(3)不管NPN管型﹐還是PNP管型﹐c﹑e兩極結的電阻均為無窮大﹐萬用表應顯示為”1”時﹐這時兩種管型都是好的(4)若把黑表筆接b極﹐分別用紅筆接c﹑e極﹐數字表顯示為”1”時﹐此三極管是好的_3.估計比較β的大小kΩ用萬用表撥至R×1kΩ擋來測NPN管型﹐黑表筆接c極﹐紅表筆接e極﹐比較開關s斷開和接通時的電阻值﹐前后兩個讀數相差大﹐表示三極管的β越高。
三极管基础知识一、三极管的定义和作用三极管是一种半导体器件,也是电子工程中最常用的元件之一。
它由三个区域组成:P型区、N型区和P型区,分别称为发射极、基极和集电极。
三极管的主要作用是放大电流或控制电流,可以用于放大信号、开关电路等方面。
二、三极管的结构1. PNP型三极管PNP型三极管由两个N型半导体夹着一个P型半导体而成。
其中,N 型半导体称为发射区,P型半导体称为基区,另一个N型半导体称为集电区。
2. NPN型三极管NPN型三极管则与PNP型相反,由两个P型半导体夹着一个N型半导体而成。
其中,P型半导体称为发射区,N型半导体称为基区,另一个P型半导体称为集电区。
三、三极管的工作原理1. PNP型三极管工作原理当外加正向偏压时,发射结变窄并形成空穴少子浓度梯度,在这个梯度下空穴从基端向发射端扩散。
同时,由于集电区与发射区间的空间电荷区,使得集电区的少子浓度增加,形成一个反向偏压。
这个反向偏压越大,集电区的少子浓度就越高。
因此,当基极与发射极之间的电压增加时,会导致发射端的空穴扩散到集电端,从而导致集电电流增加。
2. NPN型三极管工作原理当外加正向偏压时,基结变窄并形成电子少子浓度梯度,在这个梯度下电子从发射端向基端扩散。
同时,由于集电区与发射区间的空间电荷区,使得集电区的少子浓度增加,形成一个反向偏压。
这个反向偏压越大,集电区的少子浓度就越高。
因此,当基极与发射极之间的电压增加时,会导致发射端的电子扩散到集电端,从而导致集电电流增加。
四、三极管参数1. 三极管放大系数三极管放大系数指输入信号和输出信号之比。
对于PNP型三极管来说,在其正常工作状态下该系数一般在0.95至0.99之间,对于NPN型三极管来说,该系数一般在100至300之间。
2. 最大集电电流最大集电电流指三极管在正常工作状态下能够承受的最大电流。
对于不同型号的三极管来说,其最大集电电流也不同。
3. 最大耗散功率最大耗散功率指三极管能够承受的最大功率。
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。
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)、901 2(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竟δ埽琔: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,3 DJ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。
入门分享:三极管知识大全导读:三极管也即半导体三极管或晶体三极管,是一种最重要的半导体器件。
它的放大作用和开关作用促使电子技术飞跃发展。
本文主要分享了三极管的基本知识,有助你更深入的了解有关电子元器件方面的知识。
一、三极管的概念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。
,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。
三极管在中文含义里面只是对三个引脚的放大器件的统称,我们常说的三极管。
虽然都叫三极管,在英文里面的说法是千差万别的。
电子三极管Triode 这个是英汉字典里面“三极管”这个词汇的唯一英文翻译,这是和电子三极管最早出现有关系的,所以先入为主,也是真正意义上的三极管这个词最初所指的物品。
二、三极管的基本结构1. 三极管结构三极管的种类很多,按功率大小可分为大功率管和小功率管;按电路中的工作频率可分为高频管和低频管;按半导体材料不同可分为硅管和锗管;按结构不同可分为NPN管和PNP管。
无论是NPN型还是PNP型都分为三个区,分别称为发射区、基区和集电区,由三个区各引出一个电极,分别称为发射极(E)、基极(B)和集电极(C),发射区和基区之间的PN结称为发射结,集电区和基区之间的PN结称为集电结。
其结构和符号见下图1、图2所示,其中发射极箭头所示方向表示发射极电流的流向。
图1 两类三极管的结构示意图2.三极管符号中间横线是基极B,另一斜线是集电极C,箭头的是发射极E.图2 三极管的符号示意图三、三极管的原理三极管分锗管和硅管两种,而每一种又有NPN和PNP两种结构形式,但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管,(其中,N表示在高纯度硅中加入磷,是指取代一些硅原子,在电压刺激下产生自由电子导电,而p是加入硼取代硅,产生大量空穴利于导电)。
三极管基础知识一、三极管的基本结构与原理1.1 三极管的构成三极管是由三个区域(P-N-P或者N-P-N型)的半导体材料制成,其中夹在中间的一块称为基区,两侧分别是发射区和集电区。
1.2 三极管的工作原理三极管根据基区控制电流的大小和方向来调节集电区电流的大小。
当基区的电流为零时,三极管处于截止状态;而当基区的电流为正时,三极管处于放大状态。
三极管的工作原理是基于本征型晶体管理论的基础上发展起来的。
二、三极管的分类与参数2.1 三极管的分类根据不同的工作方式和结构形式,三极管可以分为NPN型和PNP型两种。
NPN型三极管是以N型半导体为基础,P型半导体作为二极管,再以N型半导体作为封装;而PNP型三极管则相反。
2.2 三极管的参数三极管的常见参数包括最大集电极电流(IC)、最大发射极电流(IE)、最大反向电压(VCEO)等。
这些参数决定了三极管的工作范围和性能。
三、三极管的应用领域3.1 放大器电路三极管可以用作放大器电路的关键元件,通过控制输入信号的电流变化,实现对输出信号的放大。
3.2 开关电路三极管的开关特性使其在电路中经常被用作开关元件。
通过控制基极电流的通断,实现对电路的开关控制。
3.3 震荡电路三极管在震荡电路中可以产生正弦波、方波等信号,广泛应用于射频信号发生器、计算机时钟发生器等领域。
3.4 温度传感器三极管的温度特性可以用于温度测量和控制,如温度传感器。
四、三极管的基本特性与参数测量方法4.1 静态特性静态特性包括输入输出特性、直流放大特性等。
通过在不同的输入输出条件下测量电流、电压等参数,可以了解三极管的静态工作状态。
4.2 动态特性动态特性包括频率响应、输入阻抗、输出阻抗等。
通过在不同频率下测量电流和电压的关系,可以了解三极管的动态响应能力。
4.3 参数测量方法常见的参数测量方法包括基极电流测量、集电极电流测量、电压放大倍数测量等。
根据不同的测量需求,选择合适的测量方法来获取所需的三极管参数数据。
半导体三极管半导体三极管的分类半导体三极管亦称双极型晶体管,其种类非常多。
按照结构工艺分类,有PNP和NPN型;按照制造材料分类,有锗管和硅管;按照工作频率分类,有低频管和高频管;一般低频管用以处理频率在3MHz 以下的电路中,高频管的工作频率可以达到几百兆赫。
按照允许耗散的功率大小分类,有小功率管和大功率管;一般小功率管的额定功耗在1W以下,而大功率管的额定功耗可达几十瓦以上。
常见的半导体三极管外型见图2.5.1。
电子元器件检测方法(一)元器件的检测是家电维修的一项基本功,如何准确有效地检测元器件的相关参数,判断元器件的是否正常,不是一件千篇一律的事,必须根据不同的元器件采用不同的方法,从而判断元器件的正常与否。
特别对初学者来说,熟练掌握常用元器件的检测方法和经验很有必要,以下对常用电子元器件的检测经验和方法进行介绍供对考。
一、电阻器的检测方法与经验:1 固定电阻器的检测。
A 将两表笔(不分正负)分别与电阻的两端引脚相接即可测出实际电阻值。
为了提高测量精度,应根据被测电阻标称值的大小来选择量程。
由于欧姆挡刻度的非线性关系,它的中间一段分度较为精细,因此应使指针指示值尽可能落到刻度的中段位置,即全刻度起始的20%~80%弧度范围内,以使测量更准确。
根据电阻误差等级不同。
读数与标称阻值之间分别允许有±5%、±10%或±20%的误差。
如不相符,超出误差范围,则说明该电阻值变值了。
B 注意:测试时,特别是在测几十kΩ以上阻值的电阻时,手不要触及表笔和电阻的导电部分;被检测的电阻从电路中焊下来,至少要焊开一个头,以免电路中的其他元件对测试产生影响,造成测量误差;色环电阻的阻值虽然能以色环标志来确定,但在使用时最好还是用万用表测试一下其实际阻值。
2 水泥电阻的检测。
检测水泥电阻的方法及注意事项与检测普通固定电阻完全相同。
3 熔断电阻器的检测。
在电路中,当熔断电阻器熔断开路后,可根据经验作出判断:若发现熔断电阻器表面发黑或烧焦,可断定是其负荷过重,通过它的电流超过额定值很多倍所致;如果其表面无任何痕迹而开路,则表明流过的电流刚好等于或稍大于其额定熔断值。
三极管基础知识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0.7V)。
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。
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。
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
P1.0 一个低电平0,这时e 极还是5V,于是e 和b 之间产生了压差,三极管e 和b 之间也就导通了,三极管e 和b 之间大概有0.7V 的压降,那还有(5-0.7)V 的电压会在电阻R47 上。
这个时候,e 和c 之间也会导通了,那么LED 小灯本身有2V 的压降,三极管本身e 和c 之间大概有0.2V的压降,我们忽略不计(三极管导通后本身的压降在开关作用时多忽略不计处理)。
那么在R41 上就会有大概3V 的压降,可以计算出来,这条支路的电流大概是3mA,可以成功点亮LED。
最后一个概念,电流控制。
前边讲过,三极管有截止,放大,饱和三个状态,截止就不用说了,只要e 和b 之间不导通即可。
我们要让这个三极管处于饱和状态,就是我们所谓的开关特性,必须要满足一个条件。
三极管都有一个放大倍数β,要想处于饱和状态,b 极电流就必须大于e 和c 之间电流值除以β。
这个β,对于常用的三极管大概可以认为是100。
那么就必须考虑R47 的阻值了。
在上面的计算中,e 和c 之间的电流是3mA,那么b 极电流最小就是3mA 除以100 等于30uA,大概有4.3V 电压会落在基极电阻上,那么基极电阻最大值就是4.3V/30uA = 143K。
电阻值只要比这个值小就可以,当然也不能太小,太小会导致单片机的IO 口电流过大烧坏三极管或者单片机,STC89C52 的IO 口输入电流最大理论值是25mA,利用电压和电流算一下,就可以算出来最小电阻值,上图取的是经验值。