电子技术基础项目教程
3.放大区 定义:将UCE>UBE且=0以上的区域称为放大区。 接法:三极管的发射结正偏,集电结反偏。 特点:三极管的输出电流和输入电流的关系满足
I C I B
任务2.1.5
三极管的主要参数
一、电流放大系数 1.共射电流放大系数β:
1)共射直流电流放大系数:
是指在共射极放大电路中,若交流输入信号为零,
IC IB V Rb Rc
IC IB V Rb
UCC
+
-
UBB
IE
+
-
-
IE
-
Rc UCC
+
UBB
+
UC U B U E
UC U B U E
例2-1 晶体管的三个极管脚分别为1、2、3,用直流电压 表测得其在放大状态下的电位分别为U1=2V、U2=7V、 U3=2.7V,试判断三极管的类型及三极管对应的各电极。
集电结 基极b 发射结 集电极c P N P 发射极e 集电区 基区 发射区
三区、三极、二结: 三个区:发射区、基区、集电区 三个极:发射极e、基极b、集电极c 两个结:发射结、集电结 符号:
b c V e
b c V e
内部放大的条件:发射区是高浓度掺杂区;基区很薄 且杂质浓度低;集电结面积大。
模块2.1 三极管的识别和检测
任务2.1.1 半导体三极管的结构和符号
一、三极管的结构和符号 三极管又称双极型晶体管、晶体管,简称三极管 外形:
81
3A X 1
3A X
3D G
4
3AD10
(a)
(b)
(c)
(d)
分类:NPN型、PNP型
集电极c 集电结 基极b 发射结 N P N 发射极e 集电区 基区 发射区
c
e
2.光电耦合器
光敏耦合器在电路中起传输和隔离作用。它以光为媒
介传输电信号的一种电—光—电转换器件。主要由发光源和 受光器两部分组成。发光源一般为发光二极管,其引脚为输 入端;受光器一般为光敏二极管、光敏晶体管等,其引脚为 输出端。
(a)光电电阻型
(b)光电二极管型
(c)光电三极管型
(d)光电池
方法一:对于NPN型的晶体管,黑表笔接晶体管基极b, 红表笔分别接另外两个引脚时,所测得的两阻值一个 大一些,一个小一些。在阻值小的一次测量中,红表 笔所接的引脚为集电极c,另一个为发射极e。 对于PNP型的晶体管,红表笔接晶体管基极b,黑表笔 分别接其余两个引脚时,同样在阻值小的一次测量中, 黑表笔接的引脚为集电极c,另一个为发射极e。 方法二:当晶体管为NPN型时,在基极和其中任意极 之间接一个50kΩ~100kΩ的电阻或用手连接,如图210所示,将万用表的表笔分别轮流接到晶体管的集电 极和发射极上(基极悬空),直至万用表指针有明显 偏转时为止。电阻R或手所接两引脚分别为基极和集电 极,另外一引脚为发射极。 PNP型的判断与之相反。
二、三极管的识别
2.晶体管的识别 如果晶体管上有型号,可根据表2-1判别晶体管,若 没有用万用表进行测试。测试前应先将万用表调到 R×1k档,并调零。 (1)晶体管类型和管脚的判别 1)晶体管类型和基极的判别:用万用表的第一根表笔依 次接晶体管的一个引脚,而第二根表笔分别接另两根管 脚,轮流测量,直至两个电阻均很小。这时第一根表笔 所接的那个电极即为基极b,如果红表笔接基极则可判 定晶体管为PNP型;如果黑表笔接基极b,则为NPN型。 2)晶体管集电极和发射极的判定:判定晶体管集电极和 发射极的方法有以下两种。
模块2.2
任务2.2.1
为基极提供合适 的偏置电流
放大电路的组成
是放大电路的核心元件, 具有电流放大的作用
Rc +UCC + iC V iE
输出
基本共射放大电路的组成和元件的作用
Rb C1 + + ui iB
C2 + u0
RL
-
-
是放大信号所 需要的能源, 为集电结提供转换成集电极—发射 极之间电压的变化。
——三极管应为NPN型,3号管脚为
基极,1号管脚为发射极e
二、晶体管各极电流的形成 1.发射区向基区注入载流子的过程
c N
IC Rc
IB Rb
b
P N
+
+
-
UBB
-
UCC
e I E
由于发射结外加正向电压,发射区的电子载流子 不断地注入基区,基区的多数载流子(空穴)也流入 发射区。二者共同形成发射极电流。但是,由于基区 掺杂浓度比发射区的小,流入发射区的空穴流与流入 基区的电子流相比,可忽略。
IC IE
2)共基极交流电流放大系数: 是指在共基极放大电路中,有交流输入信号时,集 电极电流的变化量与发射极电流的变化量之比
iC iE
二、极间反向饱和电流 1.反向饱和电流反向饱和电流ICBO 反向饱和电流ICBO是指发射极开路,集电结加 反向电压时测得的集电极电流。在一定温度下,基 本上是常数,与UCB无关。常温下,小功率锗管的 ICBO为μA级,硅管则更小,为nA级。 2.穿透电流ICEO 穿透电流ICEO是指基极开路时,集电极与发 射极之间的反向电流。穿透电流的大小受温度的影 响较大,温度升高, ICBO增大, ICEO增大。穿透电 流ICEO是衡量晶体管质量的重要参数。
-
-
UBE
-
UCE
-
UCC
一、输入特性曲线
输入特性:指三极管输入电流和输入电压之间的关系。
输入特性曲线:输入特性的曲线即为输入特性曲线。
A IB/μ 80 60 40 20 O 0.2 0.4 0.6 0.8 UBE/ V UCE=0V 0.5V UCE 1V
二、输出特性曲线 输出特性:指三极管输出电流和输出电压之间的关系。 输出特性曲线:输出特性的曲线即为输出特性曲线。
三、极限参数 1.集电极最大允许电流ICM 晶体管的集电极电流ICM在相当大的范围内值基本 保持不变,但当IC的数值大到一定程度时,电流放大系 数β值将下降。我们把增大到使值下降到正常值的2/3 时所对应的集电极电流称为集电极最大允许电流ICM 。 实际中,集电极电流IC必须满足IC < ICM 。 2.集电极最大允许功耗 集电极最大允许功耗是指晶体管正常工作时允许消 耗的最大功率。 3.集电极—发射极间的击穿电压
书名:电子技术基础项目教程 ISBN:978-7-111- 45542-4 作者:梁洪洁 出版社:机械工业出版社 本书配有电子课件
项目二 放大电路的分析与设计
知识目标:掌握晶体管的结构。 掌握晶体管的放大电路的静态和动态分析方法。 能力目标:能看懂电路图,会搭建电路。 能画出共射电路,并能对电路进行分析计算。 会检查放大电路的结构是否合理,输出波形是 否失真,工作状态。
任务2.1.3
晶体管的连接方式
共发射极连接(简称:共射接法) ——以基极为输入端,集电极为输出端, 发射极为公共端。 共基极连接(简称:共基接法) ——以发射极为输入端,集电极为输出端, 基极为公共端。 共集电极连接(简称:共集接法) ——以基极为输入端,发射极为输出端, 集电极为公共端。 iE
二、三极管的分类 1.按组合方式:NPN型和PNP型。 2.按使用材料:硅管和锗管。 3.按工作频率:高频管和低频管。 4.按功能:开关管、功率管、达林顿管、光敏管等。 5.按消耗功率:小功率管、中功率管和大功率管等
任务2.1.2
三极管的偏置及各极电流的关系
一、晶体管的偏置 外部放大的条件:发射结正偏,集电结反偏。
起隔直通交的作用。
任务2.2.2 放大电路中电压、电流方向和符号的规定 一、电压、电流方向的规定
电压和电流的方向是相对的,为了便于分析,规定电压 的正方向以“地”为参考零电位,电流以其实际方向为正 方向。
二、电压、电流符号的规定
1.直流分量:基本符号和下标符号均为大写字母。 如IB、UBE等。 2.交流分量:基本符号和下标符号均为小写字母。 如ib、ube等。 3.瞬时值(交直流叠加):基本符号为小写字母,下标符号 均为大写字母。 如Ib、Ube等。 瞬时值为直流分量与交流分量之和,即ib= IB + ib 。
3.晶体管质量的检测 用电阻或手连接基极和集电极,万用表的红、黑表 笔分别接发射极和集电极。万用表指针偏转的角度越大, 说明晶体管的放大倍数越大。如果指针不动或者偏转不 大,说明管子放大能力很差或者已经损坏。
任务2.1.7
特殊三极管
1.光电三极管 光敏晶体管也是一种晶体管,当光照强弱变化时, 电极之间的电阻会随之变化。光敏晶体管和普通晶体 管类似,也有电流放大作用,只是它的集电极电流不 只是受基极电路的电流控制,也可以受光的控制。 光敏晶体管的灵敏度比光电二极管高,输出电流也 比光电二极管大,多为毫安级。但它的光电特性不如 光电二极管好,在较强的光照下,光电流与照度不成 线性关系。 符号:
三、晶体管的电流分配关系与放大作用 1.电流分配关系(以NPN为例)
I E IC I B
I E IC I B IC
2.电流放大作用 电流放大系数β:集电极电流变化量与基极电流变化 量之比称为电流放大系数。 I C I B 总结:要实现晶体管的放大作用,一方面要满足内部 条件,即发射区杂质浓度要远大于基区杂质浓度,同 时基区厚度要很薄;另一方面要满足外部条件,即发 射结正偏,集电结反偏。
解:首先根据两电极的电位差应是0.7V(硅管)或0.3V (锗管)来判断三极管的材料,并确定集电极。其次根 据集电极电位的高低判断是NPN管还是PNP管,最后根据 剩余两个管脚电位的高低判断发射极和基极。
U 3 U1 2.7 2 0.7V ——硅管,2管脚应为集电极c
U 2 U 3 U1