項目二三極管課件

項目二半導體三極管

認知及應用電子組高湘鋒

常采用金屬、玻璃或塑料封裝。外形如圖。1、外形及封裝形式任務一、半導體三極管的認知又稱晶體三極管，簡稱晶體管。一、半導體三極管的基本知識2、結構及符號三極：發(fā)射極E、基極B、集電極C。三區(qū)：發(fā)射區(qū)、基區(qū)、集電區(qū)。箭頭方向表示發(fā)射結正向電流的方向。兩結：發(fā)射結（Je)、集電結(Jc)。結構特點：①發(fā)射區(qū)摻雜濃度較高，體積較小。②集電區(qū)摻雜濃度較低，體積較大。③基區(qū)很薄，摻雜濃度最低。IB/mA00.0010.020.030.040.05IC/mA0.010.0561.141.742.332.91IE/mA0.010.0571.161.772.372.96IE=IB+IC發(fā)射極電流等于基極電流和集電極電流之和。結論：電流分配規(guī)律：節(jié)點電流定律：流入管子的電流之和等于流出管子的電流之和。2、電流放大作用交流電流放大系數β=

從實驗表數據可以看出，當基極電流IB由0.03mA變到0.04mA時，集電極電流IC由1.74mA變到2.33mA。上面兩個變化量之比為：電流放大作用：

基極電流的微小變化控制了集電極電流的較大的變化。注意：

（1）三極管的電流放大作用，實質上是用較小的基極電流信號去控制集電極的大電流信號，是“以小控大”的作用，而不是能量的放大。（2）三極管的放大作用，需要一定的外部條件：發(fā)射結正偏，集電結反偏。指在UCE一定時，放大電路輸入端基極電流IB和基—射極電壓UBE的關系曲線。如圖：1、輸入特性曲線三、三極管的特性曲線測試電路如圖

當基極電流IB為某一定值時，輸出端集電極電流IC與集—射極電壓UCE間的關系曲線。2、輸出特性曲線測試電路如圖輸出特性曲線如圖：（1）截止區(qū)區(qū)域：IB=以下的區(qū)域。發(fā)射結、集電極結均處于零偏或反偏狀態(tài)。（3）放大區(qū)（2）飽和區(qū)發(fā)射結和集電結均為正向偏置。管子失去放大作用，出現飽和現象，存在飽和壓降UCES，硅管約0.3V，鍺管約為0.1V；此時相當于開關的“閉合”。IB=0，IC≈0，只有很小的ICEO，相當于開關的“斷開”，無電流放大作用。條件：特點：UCE<1V時,IC隨UCE增大接近直線上升部分的左側。區(qū)域：條件：特點：區(qū)域：介于截止區(qū)和飽和區(qū)之間的區(qū)域。

發(fā)射結正向偏置，集電結反向偏置。條件：①集—射極間反向擊穿電壓U（BR）CEO②集電極最大允許電流ICM③集電極最大允許耗散功率PCM決定安全工作范圍將萬用表撥到歐姆擋R×100Ω或R×1KΩ擋，用黑表筆接假設基極，紅表筆分別接其他兩極，若兩次阻值均很小，則假設正確，與黑表筆所接為NPN型三極管的基極；若阻值一大一小，則假設錯誤，應把黑表筆所接電極調換一個，再按上述方法測試.確定基極后，假定其余兩電極中一個是集電極，用黑表筆接此電極，紅表筆接假定發(fā)射極，用手指把假設集電極和已測出的基極捏在一起（但不要相碰），記下此時阻值；做相反假設和同樣測試，比較兩次讀數大小，阻值小的一次正確，黑表筆所接為集電極，紅表筆所接為發(fā)射極。若PNP型調換紅、黑表筆即可。五、簡易測試1、方框圖一、三極管的基本連接方式任務2共射基本放大電路的探究

放大電路簡稱放大器，是把微弱的電信號放大到負載所需的額定值，他是電子設備中最基本、最重要的單元電路。V：放大管，起電流放大作用。Rb：向基極提供偏置電流IB。同時也為發(fā)射結提供正向偏壓。+UCC：為電路提供能源，為各極提供工作電壓和電流。Rc：電源UCC經RC為集電結提供反偏電壓，將三極管的電流放大作用轉化為電壓放大作用。二、共射基本放大電路1、電路組成C1、C2：起隔斷直流、傳遞交流的作用。（4）交流分量的有效值大寫字母帶小寫下標表示：Ib、Ic、Ie、Ube、Uce放大器工作時，既有直流信號，又有交流信號，是交直流信號共存的電路，它們相互疊加。2、放大電路的電壓、電流信號符號規(guī)定（1）直流分量大寫字母帶大寫下標表示：IB、IC、IE、UCE、UBE（2）交流分量小寫字母帶小寫下標表示：ib、ic、ie、uce、ube（3）交直流疊加瞬時值小寫字母帶大寫下標表示：iB、iC、iE、uCE、uBE靜態(tài)：指無交流信號輸入時的工作狀態(tài)，各極的電流、電壓均保持不變。靜態(tài)工作點（Q）：指放大電路在靜態(tài)時管子各極電壓和電流值在三極管特性曲線上所確定的點，一般用IBQ、ICQ

、UBEQ和UCEQ

表示。3、放大器的靜態(tài)工作點動態(tài)：指有交流信號輸入時的工作狀態(tài)，各極的電流、電壓均隨時間變化。非線性失真：截止失真和飽和失真稱為非線性失真。影響：工作點狀態(tài)對輸出波形的影響無Q或Q點偏低產生截止失真Q偏高產生飽和失真Q合適不失真的放大波形如圖：

輸出電壓uo和輸入電壓ui頻率相同，相位相反，幅度增大，所以單管共發(fā)射放大電路又稱反相（倒相）放大器。結論：（1）放大器的性能指標

電流放大倍數Ai：電壓放大倍數Au：功率放大倍數Ap：4、放大電路的分析①放大倍數

分析方法：圖解法、估算法、微變等效電路法。②輸入電阻ri：③輸出電阻ro：越大越好越小越好

一個放大器的靜態(tài)工作點的設置是否合適，是放大器能否正常工作的重要條件。

UBEQ：硅管一般為0.7V，鍺管為0.3V。（2）靜態(tài)工作點的估算直流通路：指放大器中直流電流的流通路徑。畫法：把電容視為開路，其余保持不變。如圖：估算公式：注意：一、分壓式偏置放大電路1、電路組成任務3分壓式偏置電路及其它電路的學習Ce：發(fā)射極旁路電容，作用為交流信號提供通路，減少信號損失，使放大器的交流信號放大能力不因而降低。Re：發(fā)射極電阻，作用是穩(wěn)定靜態(tài)工作點。Rb2：下偏置電阻

Rb1：上偏置電阻

2、靜態(tài)工作點的穩(wěn)定過程

溫度變化時，三極管的參數將發(fā)生變化，導致工作點偏移。ICEO、β的變化都導致ICQ變化。ICQ基本不變先計算UBQ，再算ICQ，后算IBQ，最后算UCEQ

。3、靜態(tài)工作點的估算4、交流指標的估算2、電路特點它廣泛應用在電路的輸入級、多級放大器的輸出級或用于兩級共射放大電路之間的隔離級。（1）輸出電壓與輸入電壓同相且略小于輸入電壓uo、ui電壓瞬時極性相同，且大小近似相等，又稱射極跟隨器。

（2）輸入電阻大（3）輸出電阻小AU≈1，無電壓放大能力；但有電流放大能力。3、靜態(tài)工作點計算三、共基極放大電路Ai≈1，無電流放大能力；但有電壓放大能力。方框圖如圖：四、多級放大電路1、級間耦合的條件①失真要?、趽p耗要小③各級放大電路的靜態(tài)工作點彼此獨立互不影響。2、耦合方式特點①阻容耦合:電路簡單，但不能傳輸變化緩慢的直流信號，低頻特性差，不以集成。①多級放大器總電壓放大倍數等于各單級電壓放大倍數的乘積

。②變壓器耦合：易于實現阻抗匹配，前后級靜態(tài)工作點彼此獨立，互不影響，但因為變壓器笨重，體積大，耗電量大，頻率特性差，難于集成。③直接耦合：④光電耦合：能放大傳輸變化緩慢的直流信號，易于集成，但前后級靜態(tài)工作點相互影響，易產生零點漂移。既可傳輸交流信號又可傳輸直流信號；既可實現前后級的電隔離，又便于集成化。3、性能分析AU=AU1×AU2×…×

AUn注意：前級是后級的信號源，后級是前級的負載。②總增益是各級增益的代數和③ri和roGu(dB)=Gu1+Gu2+…+Gunri=r1ro=