三极管(课件).

塑封小功率管金封小功率管片状三极管塑封大功率管金封大功率管学习内容：晶体三极管1、三极管的结构、分类和符号2、三极管的工作电压和基本联接方式3、三极管内电流的分配和放大作用4、三极管的输入和输出特性5、三极管主要参数6、三极管的简单测试2.1晶体三极管晶体三极管：是一种利用输入电流控制输出电流的电流控制型器件。特点：管内有两种载流子参与导电。特点：有三个电极，故称三极管。2.1.1三极管的结构、分类和符号一、晶体三极管的基本结构1.三极管的外形2.三极管的结构图2.1.2三极管的结构图工艺要求：发射区掺杂浓度较大；基区很薄且掺杂最少；集电区比发射区体积大且掺杂少。特点：有三个区——发射区、基区、集电区；两个PN结——发射结（BE结）、集电结（BC结）；三个电极——发射极e(E)、基极b(B)和集电极c(C)；两种类型——PNP型管和NPN型管。箭头：表示发射结加正向电压时的电流方向。文字符号：V图2.1.3三极管符号二、晶体三极管的符号2．国产三极管命名法：见《电子线路》P249附录二。三、晶体三极管的分类1．三极管有多种分类方法。按内部结构分：有NPN型和PNP型管；按工作频率分：有低频管和高频管；按功率分：有小功率管和大功率管；按用途分：有普通管和开关管；按半导体材料分：有锗管和硅管等等。例如：3DG表示高频小功率NPN型硅三极管；3CG表示高频小功率PNP型硅三极管；3AK表示PNP型开关锗三极管等。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，如图对于小功率金属封装三极管，按图示底视图位置放置，使三个引脚构成等腰三角形的顶点上，从左向右依次为ebc；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。•电子制作中常用的三极管有90××系列，包括低频小功率硅管9013（NPN）、9012（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。三极管工作在放大状态的外部条件是：发射结加正向电压，集电结加反向电压。2.1.2三极管的工作电压和基本连接方式一、晶体三极管的工作电压三极管的基本作用是放大电信号。图2.1.4三极管电源的接法V为三极管GC为集电极电源GB为基极电源，又称偏置电源Rb为基极电阻Rc为集电极电阻。有三种基本连接方式：共发射极、共基极和共集电极接法。最常用的是共发射极接法。二、晶体三极管在电路中的基本连接方式如图2.1.5所示：测量电路如图2.1.3三极管内电流的分配和放大作用一、电流分配关系动画三极管的电流分配关系视频1视频2表2.1.1调节电位器，测得发射极电流、基极电流和集电极电流的对应数据如表2.1.1所示。ECII因IB很小，则(2.1.2)BCEIII(2.1.1)由表2.1.1可见，三极管中电流分配关系如下：IB/mA-0.00100.010.020.030.040.05IC/mA0.0010.010.561.141.742.332.91IE/mA00.010.571.161.772.372.96ICEO越小，三极管温度稳定性越好。硅管的温度稳定性比锗管好。说明：1.时，。0EICBOBCIIICBOICBOI称为集电极——基极反向饱和电流，见图2.1.7(a)。一般很小，与温度有关。CEOECIII0BI2.时，。CEOI称为集电极——发射极反向电流，又叫穿透电流，见图2.1.7(b)。二、晶体三极管的电流放大作用58mA01.0mA58.0BCIIIB/mA-0.00100.010.020.030.040.05IC/mA0.0010.010.561.141.742.332.91IE/mA00.010.571.161.772.372.96动画三极管的电流放大作用由表得出视频1视频2结论：CIBI1．三极管的电流放大作用——基极电流微小的变化，引起集电极电流较大变化。BCII2．交流电流放大系数——表示三极管放大交流电流的能力(2.1.3)BCII3．直流电流放大系数——表示三极管放大直流电流的能力(2.1.4)4．通常，，所以可表示为(2.1.5)BCIIBCII考虑ICEO，则(2.1.6)CEOBCIII2.1.4三极管的输入和输出特性集射极之间的电压VCE一定时，发射结电压VBE与基极电流IB之间的关系曲线。一、共发射极输入特性曲线动画三极管的输入特性视频1视频25．VBE与IB成非线性关系。由图可见：1．当VCE≥2V时，特性曲线基本重合。2．当VBE很小时，IB等于零，三极管处于截止状态；3．当VBE大于门槛电压（硅管约0.5V，锗管约0.2V）时，IB逐渐增大，三极管开始导通。4．三极管导通后，VBE基本不变。硅管约为0.7V，锗管约为0.3V，称为三极管的导通电压。图2.1.9共发射极输入特性曲线二、晶体三极管的输出特性曲线基极电流IB一定时，集、射极之间的电压VCE与集电极电流IC的关系曲线。动画三极管的输出特性视频1视频2在放大状态，当IB一定时，IC不随VCE变化，即放大状态的三极管具有恒流特性。输出特性曲线可分为三个工作区:1.截止区CEOCB,0III条件：发射结反偏或两端电压为零。特点：。2.饱和区条件：发射结和集电结均为正偏。特点：。CESCEVV称为饱和管压降，小功率硅管约0.3V，锗管约为0.1V。CESV3.放大区BCII条件：发射结正偏，集电结反偏特点：IC受IB控制，即。晶体三极管具有放大作用如果在基极中加一个较小的电信号时，集电极就得到一个放大了的电信号RPR+-输入输出V放大电路RRPVμAmAⅠbⅠcⅠeE3V晶体三极管的电流放大原理图在基极中如果有一个很小的电流变化，可在集电极得到一个很大的电流变化，这就是晶体三极管的电流放大作用RPR+-输入输出VRPR+-输入V1V2发光RPR+-输入V1V2熄灭OFF状态ON状态放大状态晶体三极管开关特性晶体三极管的工作状态晶体三极管的工作状态｛放大状态开关状态｛截止状态饱和导通状态晶体三极管的作用｛放大作用开关作用问题：怎样改变电路，使晶体三极管处于饱和导通状态使二极管发光，熄灭通过控制三极管的基极电流三极管的参数是表征管子的性能和适用范围的参考数据。2.1.5三极管主要参数电流放大系数一般在10~100之间。太小，放大能力弱，太大易使管子性能不稳定。一般取30~80为宜。2.交流放大系数1.直流放大系数一、共发射极电流放大系数1.集电极——基极反向饱和电流ICBO。反向饱和电流随温度增加而增加，是管子工作状态不稳定的主要因素。因此，常把它作为判断管子性能的重要依据。硅管反向饱和电流远小于锗管，在温度变化范围大的工作环境应选用硅管。二、极间反向饱和电流CBOCEO)1(II2.集电极——发射极反向饱和电流ICEO。(2.1.7)三、极限参数管子基极开路时，集电极和发射极之间的最大允许电压。当电压越过此值时，管子将发生电压击穿，若电击穿导致热击穿会损坏管子。3.集电极——发射极间反向击穿电压V(BR)CEO2.集电极最大允许耗散功率PCM1.集电极最大允许电流ICM三极管工作时，当集电极电流超过ICM时，管子性能将显著下降，并有可能烧坏管子。当管子集电结两端电压与通过电流的乘积超过此值时，管子性能变坏或烧毁。图2.1.11判别硅管和锗管的测试电路2.1.6三极管的简单测试一、硅管或锗管的判别当V=0.1~0.3V时为锗管。当V=0.6~0.7V时，为硅管图2.1.12估测β的电路二、估计比较的大小NPN管估测电路如图2.1.12所示。万用表设置在挡，测量并比较开关S断开和接通时的电阻值。前后两个读数相差越大，说明管子的β越高，即电流放大能力越大。估测PNP管时，将万用表两只表笔对换位置。1RNPN管估测电路如图2.1.13所示。所测阻值越大，说明管子的越小。若阻值无穷大，三极管开路；若阻值为零，三极管短路。CEOI三、估测ICEO测PNP型管时，红、黑表笔对调，方法同前。图2.1.13ICEO的估测100Rk1R将万用表设置在或挡，用黑表笔和任一管脚相接（假设它是基极b），红表笔分别和另外两个管脚相接，如果测得两个阻值都很小，则黑表笔所连接的就是基极，而且是NPN型的管子。如图2.1.14（a）所示。如果按上述方法测得的结果均为高阻值，则黑表笔所连接的是PNP管的基极。如图2.1.14（b）所示。四、NPN管型和PNP管型的判断图2.1.14基极b的判断视频首先确定三极管的基极和管型，然后采用估测β值的方法判断c、e极。方法是先假定一个待定电极为集电极（另一个假定为发射极）接入电路，记下欧姆表的摆动幅度，然后再把两个待定电极对调一下接入电路，并记下欧姆表的摆动幅度。摆动幅度大的一次，黑表笔所连接的管脚是集电极c，红表笔所连接的管脚为发射极e，如图2.1.12所示。测PNP管时，只要把图2.1.12电路中红、黑表笔对调位置，仍照上述方法测试。五、e、b、c三个管脚的判断图2.1.12估测β的电路