三極管的識(shí)別與檢測(cè)

1、2.1晶體三極管晶體三極管晶體三極管：晶體三極管：是一種利用輸入電流控制輸出電流的電流是一種利用輸入電流控制輸出電流的電流控制型器件。控制型器件。特點(diǎn)：特點(diǎn)：管內(nèi)有兩種載流子參與導(dǎo)電。管內(nèi)有兩種載流子參與導(dǎo)電。2.1.1三極管的結(jié)構(gòu)、分類和符號(hào)三極管的結(jié)構(gòu)、分類和符號(hào)一、晶體三極管的基本結(jié)構(gòu)一、晶體三極管的基本結(jié)構(gòu)1三極管的外形三極管的外形特點(diǎn)：特點(diǎn)：有三個(gè)電有三個(gè)電極，故稱極，故稱三極管三極管。 2三極管的結(jié)構(gòu)三極管的結(jié)構(gòu)三極管的結(jié)構(gòu)圖三極管的結(jié)構(gòu)圖特點(diǎn)：特點(diǎn)：有三個(gè)區(qū)有三個(gè)區(qū) 發(fā)射區(qū)、基區(qū)、集電區(qū)；發(fā)射區(qū)、基區(qū)、集電區(qū)；兩個(gè)兩個(gè) PN 結(jié)結(jié) 發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)( (BE 結(jié)結(jié)) )、集電結(jié)、集電

2、結(jié)( (BC 結(jié)結(jié)) )；三個(gè)電極三個(gè)電極 發(fā)射極發(fā)射極 e( (E) ) 、基極、基極 b( (B) ) 和集電極和集電極 c( (C) )；兩種類型兩種類型 PNP 型管和型管和 NPN 型管。型管。 工藝要求：工藝要求：發(fā)射區(qū)摻雜濃度較大；基區(qū)很薄且摻雜最少；集電區(qū)發(fā)射區(qū)摻雜濃度較大；基區(qū)很薄且摻雜最少；集電區(qū)比發(fā)射區(qū)體積大且摻雜少。比發(fā)射區(qū)體積大且摻雜少。二、晶體三極管的符號(hào)二、晶體三極管的符號(hào)三極管符號(hào)三極管符號(hào)箭頭：箭頭：表示發(fā)射結(jié)加正向電壓時(shí)的電流方向。表示發(fā)射結(jié)加正向電壓時(shí)的電流方向。文字符號(hào)：文字符號(hào)：V 三、晶體三極管的分類三、晶體三極管的分類1三極管有多種分類方法。三極管

3、有多種分類方法。按內(nèi)部結(jié)構(gòu)分：按內(nèi)部結(jié)構(gòu)分：有有 NPN 型和型和 PNP 型管；型管；按工作頻率分：按工作頻率分：有低頻管和高頻管；有低頻管和高頻管；按功率分：按功率分：有小功率管和大功率管；有小功率管和大功率管；按用途分：按用途分：有普通管和開關(guān)管；有普通管和開關(guān)管；按半導(dǎo)體材料分：按半導(dǎo)體材料分：有鍺管和硅管等等。有鍺管和硅管等等。2國產(chǎn)三極管命名法：見國產(chǎn)三極管命名法：見電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能 P279 附錄。附錄。例如：例如：3DG 表示高頻小功率表示高頻小功率 NPN 型硅三極管；型硅三極管； 3CG 表示高頻小功率表示高頻小功率 PNP 型硅三極管；型硅三極管； 3

4、AK 表示表示 PNP 型開關(guān)鍺三極管等。型開關(guān)鍺三極管等。2.1.2三極管的工作電壓和基本連接方式三極管的工作電壓和基本連接方式一、晶體三極管的工作電壓一、晶體三極管的工作電壓 1、三極管的基本作用、三極管的基本作用是放大電信號(hào)。是放大電信號(hào)。2、三極管工作在放大狀態(tài)的外部條件是：、三極管工作在放大狀態(tài)的外部條件是：發(fā)射結(jié)加正向發(fā)射結(jié)加正向電壓，集電結(jié)加反向電壓。電壓，集電結(jié)加反向電壓。三極管電源的接法三極管電源的接法三極管電源的接法三極管電源的接法V為三極管為三極管GC為集電為集電極電源極電源GB為基極電為基極電源，又稱偏源，又稱偏置電源置電源Rb為基極為基極電阻電阻Rc為集電為集電極電阻

5、。極電阻。 二、晶體三極管在電路中的基本連接方式二、晶體三極管在電路中的基本連接方式有三種基本連接方式（組態(tài)）：有三種基本連接方式（組態(tài)）：共發(fā)射極、共基極和共共發(fā)射極、共基極和共集電極接法。最常用的是共發(fā)射極接法。集電極接法。最常用的是共發(fā)射極接法。三極管在電路中的三種基本連接方式三極管在電路中的三種基本連接方式2.1.3三極管內(nèi)電流的分配和放大作用三極管內(nèi)電流的分配和放大作用一、電流分配關(guān)系一、電流分配關(guān)系測(cè)量電路如圖測(cè)量電路如圖調(diào)節(jié)電位器，測(cè)得發(fā)射極電流、基極電流和集電極電調(diào)節(jié)電位器，測(cè)得發(fā)射極電流、基極電流和集電極電流的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)如表所示。流的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)如表所示。因因 IB 很小，則很小，

6、則IC IE IE = IC + IB由表可見，三極管中電流分配關(guān)系如下：由表可見，三極管中電流分配關(guān)系如下：IB/mA-0.00100.010.020.030.040.05IC/mA0.0010.010.561.141.742.332.91IE/mA00.010.571.161.772.372.96 2.1.3三極管內(nèi)電流的分配和放大作用三極管內(nèi)電流的分配和放大作用一、電流分配關(guān)系一、電流分配關(guān)系測(cè)量電路如圖測(cè)量電路如圖說明：說明：1IE = 0 時(shí)，時(shí)，IC = - -IB = ICBO 。ICBO 稱為集電極稱為集電極基極反向飽和電流，見圖基極反向飽和電流，見圖 2.1.7( (a) )

7、 。一般一般 ICBO 很小，與溫度有關(guān)很小，與溫度有關(guān)(隨溫度隨溫度升高升高而而增大增大)。2 IB = 0 時(shí)，時(shí)，IC = IE = ICEO 。ICEO 稱為集電極稱為集電極發(fā)發(fā)射極反向電流，又叫射極反向電流，又叫 穿透電穿透電流流，見圖，見圖 ( (b) )。ICEO 越小，三極管溫度越小，三極管溫度穩(wěn)定性越好。硅管的溫度穩(wěn)穩(wěn)定性越好。硅管的溫度穩(wěn)定性比鍺管好。定性比鍺管好。ICBO 與與 ICEO示意圖示意圖二、晶體三極管的電流放大作用二、晶體三極管的電流放大作用當(dāng)基極電流當(dāng)基極電流 IB 由由 0.01 mA 變到變到 0.02 mA 時(shí)，集電極電流時(shí)，集電極電流 IC 由由 0

8、.56 mA 變到變到 1.14 mA 。上面兩個(gè)變化量之比為。上面兩個(gè)變化量之比為58mA01. 0mA58. 0BC II這說明，當(dāng)這說明，當(dāng) IB 有一微小變化時(shí)，就能引起有一微小變化時(shí)，就能引起 IC 較大的變化，較大的變化，這種現(xiàn)象稱為三極管的電流放大作用。比值用符號(hào)這種現(xiàn)象稱為三極管的電流放大作用。比值用符號(hào) 來表示，來表示，稱為共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)，簡(jiǎn)稱稱為共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)，簡(jiǎn)稱“交流交流 ” ，即，即BCII IB/mA-0.00100.010.020.030.040.05IC/mA0.0010.010.561.141.742.332.91IE/mA00.010.5

9、71.161.772.372.96 結(jié)論：結(jié)論： 1三極管的電流放大作用三極管的電流放大作用基極電流基極電流 IB 微小的變化，微小的變化，引起集電極電流引起集電極電流 IC 較大變化。較大變化。BCII 2交流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù) 表示三極管放大交流電流的能表示三極管放大交流電流的能力力 4通常通常 ， ，所以可表示為，所以可表示為 BCII BCII考慮考慮 ICEO ，則，則CEOBCIIIBCII 3直流電流放大系數(shù)直流電流放大系數(shù) 表示三極管放大直流電流的能表示三極管放大直流電流的能力力 2.1.4三極管的輸入和輸出特性三極管的輸入和輸出特性一、共發(fā)射極輸入特性曲線一、共發(fā)射

10、極輸入特性曲線集射極之間的電壓集射極之間的電壓 VCE 一一定時(shí)，發(fā)射結(jié)電壓定時(shí)，發(fā)射結(jié)電壓 VBE 與基極與基極電流電流 IB 之間的關(guān)系曲線。之間的關(guān)系曲線。共發(fā)射極輸入特性曲線共發(fā)射極輸入特性曲線由圖可見：由圖可見：1當(dāng)當(dāng)V CE 2 V 時(shí)，特性時(shí)，特性曲線基本重合。曲線基本重合。2當(dāng)當(dāng) VBE 很小時(shí)，很小時(shí)，IB 等于等于零，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。零，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。共發(fā)射極輸入特性曲線共發(fā)射極輸入特性曲線4三極管導(dǎo)通后，三極管導(dǎo)通后，VBE 基本基本不變。硅管約為不變。硅管約為 0.7 V ，鍺管，鍺管 約約為為 0.3 V ，稱為三極管的導(dǎo)通電，稱為三極管的導(dǎo)通電壓。壓。5V

11、BE 與與 IB 成非線性關(guān)系。成非線性關(guān)系。3當(dāng)當(dāng) VBE 大于門檻電壓大于門檻電壓( (硅管約硅管約 0.5 V，鍺管約，鍺管約 0.2 V) )時(shí)，時(shí)，IB 逐漸增大，三極管開始導(dǎo)通。逐漸增大，三極管開始導(dǎo)通。二、晶體三極管的輸出特性曲線二、晶體三極管的輸出特性曲線基極電流基極電流IB一定時(shí)，集、射極之間的電壓一定時(shí)，集、射極之間的電壓VCE與集電極電與集電極電流流IC的關(guān)系曲線。的關(guān)系曲線。輸出特性曲線輸出特性曲線可分為三個(gè)工作區(qū)可分為三個(gè)工作區(qū):1截止區(qū)截止區(qū)條件：條件：發(fā)射結(jié)反偏或兩端電壓為零。發(fā)射結(jié)反偏或兩端電壓為零。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： IB = 0，IC = ICEO 。2飽和區(qū)飽

12、和區(qū)條件：條件：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：VCE = VCES。VCES 稱為飽和管壓降，小功率硅管約稱為飽和管壓降，小功率硅管約 0.3 V，鍺管約為，鍺管約為 0.1 V。3放大區(qū)放大區(qū)條件：條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。特點(diǎn)：特點(diǎn)： IC 受受 IB 控制控制 ，即，即 IC = IB 。在放大狀態(tài)，當(dāng)在放大狀態(tài)，當(dāng) IB 一定時(shí)，一定時(shí)，IC 不隨不隨 VCE 變化，即放大狀變化，即放大狀態(tài)的三極管具有恒流特性。態(tài)的三極管具有恒流特性。 2.1.5三極管主要參數(shù)三極管主要參數(shù)三極管的參數(shù)三極管的參數(shù)是表征管子的性能和適用范圍的

13、參考數(shù)據(jù)。是表征管子的性能和適用范圍的參考數(shù)據(jù)。一、共發(fā)射極電流放大系數(shù)一、共發(fā)射極電流放大系數(shù) 1直流放大系數(shù)直流放大系數(shù)2交流放大系數(shù)交流放大系數(shù) 電流放大系數(shù)一般在電流放大系數(shù)一般在 10 100 之間。太小，放大能力弱，之間。太小，放大能力弱，太大易使管子性能不穩(wěn)定。一般取太大易使管子性能不穩(wěn)定。一般取 30 80 為宜。為宜。 二、極間反向飽和電流二、極間反向飽和電流1集電極集電極 基極反向飽和電流基極反向飽和電流 ICBO。2集電極集電極 發(fā)射極反向飽和電流發(fā)射極反向飽和電流 ICEO。ICEO = ( 1 + ) ICBO 反向飽和電流隨反向飽和電流隨溫度溫度增加而增加，是管子工

14、作狀態(tài)不穩(wěn)增加而增加，是管子工作狀態(tài)不穩(wěn)定的主要因素。因此，常把它作為定的主要因素。因此，常把它作為判斷管子性能判斷管子性能的重要依據(jù)。的重要依據(jù)。硅硅管管反向飽和電流反向飽和電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小小于于鍺鍺管，在溫度變化范圍大的工作環(huán)管，在溫度變化范圍大的工作環(huán)境應(yīng)選用硅管。境應(yīng)選用硅管。 三、極限參數(shù)三、極限參數(shù)1集電極最大允許電流集電極最大允許電流 ICM 三極管工作時(shí)，當(dāng)集電極電流超過三極管工作時(shí)，當(dāng)集電極電流超過 ICM 時(shí)，管子性能將顯時(shí)，管子性能將顯著下降，并有可能燒壞管子。著下降，并有可能燒壞管子。2集電極最大允許耗散功率集電極最大允許耗散功率 PCM 當(dāng)管子集電結(jié)兩端電壓與通過電流的乘積

15、超過此值時(shí)，當(dāng)管子集電結(jié)兩端電壓與通過電流的乘積超過此值時(shí)，管子性能變壞或燒毀。管子性能變壞或燒毀。3集電極集電極 發(fā)射極間反向擊穿電壓發(fā)射極間反向擊穿電壓 U(BR)CEO 管子基極開路時(shí)，集電極和發(fā)射極之間的最大允許電壓。管子基極開路時(shí)，集電極和發(fā)射極之間的最大允許電壓。當(dāng)電壓越過此值時(shí)，管子將發(fā)生電擊穿，若電擊穿導(dǎo)致熱擊當(dāng)電壓越過此值時(shí)，管子將發(fā)生電擊穿，若電擊穿導(dǎo)致熱擊穿會(huì)損壞管子。穿會(huì)損壞管子。2.1.6三極管的簡(jiǎn)單測(cè)試三極管的簡(jiǎn)單測(cè)試判別硅管和鍺管的測(cè)試電路判別硅管和鍺管的測(cè)試電路 一、硅管或鍺管的判別一、硅管或鍺管的判別當(dāng)當(dāng)V = 0.10.3V時(shí)為時(shí)為鍺管。鍺管。當(dāng)當(dāng)V =0.

16、 .60. .7V時(shí)，時(shí)，為硅管為硅管二、估計(jì)比較二、估計(jì)比較 的大小的大小 NPN 管估測(cè)電路如圖所示。管估測(cè)電路如圖所示。估測(cè)估測(cè) 的電路的電路萬用表設(shè)置在萬用表設(shè)置在 R 1 k 擋，測(cè)量并比較開關(guān)擋，測(cè)量并比較開關(guān) S 斷開和接通斷開和接通時(shí)的電阻值。前后兩個(gè)讀數(shù)相差越大，說明管子的時(shí)的電阻值。前后兩個(gè)讀數(shù)相差越大，說明管子的 越高，即越高，即電流放大能力越大。電流放大能力越大。估測(cè)估測(cè) PNP 管時(shí)，將萬用表兩只表筆對(duì)換位置。管時(shí)，將萬用表兩只表筆對(duì)換位置。 三、估測(cè)三、估測(cè) ICEONPN 管估測(cè)電路如圖所示。所測(cè)阻值越大，說明管子的管估測(cè)電路如圖所示。所測(cè)阻值越大，說明管子的 I

17、CEO 越小。若阻值無窮大，三極管開路；若阻值為零，三極越小。若阻值無窮大，三極管開路；若阻值為零，三極管短路。管短路。 測(cè)測(cè) PNP 型管時(shí)，紅、黑表筆對(duì)調(diào)，方法同前。型管時(shí)，紅、黑表筆對(duì)調(diào)，方法同前。I CEO 的的估測(cè)估測(cè)四、四、NPN 管型和管型和 PNP 管型的判斷管型的判斷基極基極 b 的判斷的判斷將萬用表設(shè)置在將萬用表設(shè)置在 R 1 k 或或 R 100 擋，用黑表筆和任一擋，用黑表筆和任一管腳相接管腳相接( (假設(shè)它是基極假設(shè)它是基極 b) )，紅表筆分別和另外兩個(gè)管腳相接，紅表筆分別和另外兩個(gè)管腳相接，如果測(cè)得兩個(gè)阻值都很小，則黑表筆所連接的就是基極，而且如果測(cè)得兩個(gè)阻值都很小，則黑表筆所連接的就是基極，而且是是 NPN 型的管子。如圖型的管子。如圖( (a) )所示。如果按上述方法測(cè)得的結(jié)果所示。如果按上述方法測(cè)得的結(jié)果均為高阻值，則黑表筆所連接的是均為高阻值，則黑表筆所連接的是 PNP 管的基極。如圖管的基極。如圖 ( (b) )所所示。示。五、五、e、b、c 三個(gè)管腳的判斷三個(gè)管腳的判斷估測(cè)估測(cè) 的電路的電路如圖所示，首先確定三極管的基極和管型，然后采用估測(cè)如圖所示，首先確定三極管的基極和管型，然后采用估測(cè) 值的方法判斷值的方法判斷 c 、e 極。極。方法是先假定一個(gè)待定電極