常用電子元器件-晶體三極管（模擬電子技術(shù)課件）

第二講三極管的伏安特性曲線一、輸入特性曲線二、輸出特性曲線

三、三個(gè)工作區(qū)的劃分、工作條件及外特性四、晶體管電路的基本問(wèn)題和分析方法特性曲線即管子各電極電壓與電流的關(guān)系曲線，是管子內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的外部表現(xiàn)，反映了晶體管的性能，是分析放大電路的依據(jù)。為什么要研究特性曲線：1）直觀地分析管子的工作狀態(tài)2）合理地選擇偏置電路的參數(shù)，設(shè)計(jì)性能良好的電路重點(diǎn)討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線發(fā)射極是輸入回路、輸出回路的公共端共發(fā)射極電路輸入回路輸出回路測(cè)量三極管特性的實(shí)驗(yàn)線路ICEBmA

AVUCEUBERBIBECV++––––++RCUCEiB

iE

Rb

+uBE

+uCE

UBEc

e

b

iC

+

+

(1)當(dāng)UCE=0時(shí)的輸入特性,其特性類(lèi)似于二極管的正向特性。一、輸入特性曲線（3）存在門(mén)坎電壓（死區(qū)電壓），硅為0.5V，鍺為0.2V。（4）三極管導(dǎo)通工作后，IB在較大范圍內(nèi)變化時(shí)，UBE幾乎不變。硅為0.7V，鍺為0.3V。(2)當(dāng)uCE≥1V時(shí)，uCB=uCE

-uBE>0，集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài)，開(kāi)始收集電子，基區(qū)復(fù)合減少，在同樣的uBE下IB減小，特性曲線右移。RCUCEiB

iE

Rb

+uBE

+uCE

VBEc

e

b

iC

+

+

在基極電流iB一定的情況下，三極管的輸出回路中，集電極與發(fā)射極之間的管壓降uCE和集電極電流iC之間的關(guān)系曲線。二、輸出特性曲線

IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O放大區(qū)輸出特性曲線通常分三個(gè)工作區(qū)：(1)放大區(qū)在放大區(qū)有IC=

IB

，也稱(chēng)為線性區(qū)，具有恒流特性。在放大區(qū):發(fā)射結(jié)處于正向偏置、集電結(jié)處于反向偏置，三極管工作于放大狀態(tài)。三、三個(gè)工作區(qū)的劃分、工作條件及外特性IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O（2）截止區(qū)IB<0以下區(qū)域?yàn)榻刂箙^(qū)，有IC0

。發(fā)射結(jié)處于反向偏置，集電結(jié)處于反向偏置，三極管工作于截止?fàn)顟B(tài)。飽和區(qū)截止區(qū)（3）飽和區(qū)

當(dāng)UCE

UBE時(shí)，

iC明顯受uCE控制的區(qū)域，晶體管工作于飽和狀態(tài)。在飽和區(qū)，

IB

IC.深度飽和時(shí)，硅管UCES0.3V，

鍺管UCES0.1V。發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)也處于正偏。

截止?fàn)顟B(tài)ecb放大狀態(tài)UDβIBICIBecb發(fā)射結(jié)導(dǎo)通壓降UD硅管0.7V鍺管0.3V飽和狀態(tài)ecbUDUCES飽和壓降UCES硅管0.3V鍺管0.1V直流模型三種工作狀態(tài)狀態(tài)電流關(guān)系條件放大I

C=

IB發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏飽和

IC

IB兩個(gè)結(jié)正偏I(xiàn)CS=

IBS集電結(jié)零偏臨界截止IB<0,IC=0兩個(gè)結(jié)反偏判斷導(dǎo)通還是截止：UBE>U(th)

則導(dǎo)通以NPN為例：UBE<U(th)

則截止四、晶體管電路的基本問(wèn)題和分析方法判斷飽和還是放大：1.電位判別法NPN管UC>UB>UE放大UE<UC

UB飽和PNP管UC<UB<UE放大UE>UC

U

B飽和2.電流判別法IB>IBS

則飽和IB<IBS則放大[例1]：測(cè)量某NPN型BJT各電極對(duì)地的電壓值如下，試判別管子工作在什么區(qū)域？（1）

VC＝6VVB＝0.7VVE＝0V（2）VC＝6VVB＝4VVE＝3.6V（3）VC＝3.6VVB＝4VVE＝3.4V解：原則：正偏反偏反偏集電結(jié)正偏正偏反偏發(fā)射結(jié)飽和放大截止對(duì)NPN管而言，放大時(shí)VC＞VB＞VE

對(duì)PNP管而言，放大時(shí)VC＜VB＜VE

（1）放大區(qū)（2）截止區(qū)（3）飽和區(qū)[例2]某放大電路中BJT三個(gè)電極的電流如圖所示。

IA＝-2mA,IB＝-0.04mA,IC＝+2.04mA,試判斷管腳、管型。解：電流判斷法。電流的正方向和KCL。IE=IB+ICABC

IAIBICC為發(fā)射極B為基極A為集電極。管型為NPN管。例[3]：測(cè)得工作在放大電路中幾個(gè)晶體管三個(gè)電極的電位U1、U2、U3分別為：

U1=3.5V、U2=2.8V、U3=12V判斷它們是NPN型還是PNP型？是硅管還是鍺管？并確定e、b、c。U1b、U2e、U3cNPN硅

原則：先求UBE，若等于0.6-0.7V，為硅管；若等于0.2-0.3V，為鍺管。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。NPN管UBE＞0，UBC＜0，即UC＞UB＞UE

。PNP管UBE＜0，UBC＜0，即UC＜UB＜UE

。解：一、三極管的主要參數(shù)及其選擇第三講三極管的主要參數(shù)

二、晶體三極管的檢測(cè)1、表征放大能力的參數(shù)：

電流放大系數(shù)，

直流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù)當(dāng)三極管接成發(fā)射極電路時(shí)，表示三極管特性的數(shù)據(jù)稱(chēng)為三極管的參數(shù)，三極管的參數(shù)也是設(shè)計(jì)電路、選用晶體管的依據(jù)。和

的含義不同，但在特性曲線近于平行等距并且ICE0較小的情況下，兩者數(shù)值接近。常用晶體管的

值在20~200之間。一、三極管的主要參數(shù)及其選擇β值還與工作溫度有密切關(guān)系，溫度每升高1℃，β值約增加0.5～1%。

2、表征穩(wěn)定性的參數(shù)：

集-基極反向截止電流ICBO

ICBO是由少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)所形成的電流，受溫度的影響大。溫度

ICBO

ICBO

A+–EC集-射極反向截止電流(穿透電流)ICEO

AICEOIB=0+–

ICEO受溫度的影響大。溫度

ICEO，所以IC也相應(yīng)增加。三極管的溫度特性較差。（1）集電極最大允許電流ICM（2）集-射極反向擊穿電壓U(BR)CEO集電極電流IC上升會(huì)導(dǎo)致三極管的

值的下降，當(dāng)

值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電流即為ICM。當(dāng)集—射極之間的電壓UCE超過(guò)一定的數(shù)值時(shí)，三極管就會(huì)被擊穿。手冊(cè)上給出的數(shù)值是25C、基極開(kāi)路時(shí)的擊穿電壓U(BR)

CEO。（3）集電極最大允許耗散功耗PCMPCM取決于三極管允許的溫升，消耗功率過(guò)大，溫升過(guò)高會(huì)燒壞三極管。

PC

PCM=ICUCE

硅管允許結(jié)溫約為150C，鍺管約為70

90C。3、表征安全工作的極限參數(shù)二、晶體三極管的檢測(cè)因?yàn)榫w三極管內(nèi)部有兩個(gè)PN結(jié)，所以可以用萬(wàn)用表歐姆擋測(cè)量PN結(jié)的正、反向電阻來(lái)確定晶體三極管的管腳、管型并可判斷三極管性能的好壞。小功率三極管外形電極識(shí)別:對(duì)于小功率三極管來(lái)說(shuō)有金屬外殼和塑料外殼封裝兩種,如下圖所示:定位銷(xiāo)bce3DG6正視圖3DG6底視圖9013金屬外殼封裝塑料外殼封裝1.三極管的檢查：用指針式萬(wàn)用表檢測(cè)三極管的基極和管型：PNP型先將萬(wàn)用表置于R×lk

歐姆檔，將紅表棒接假定的基極B，黑表棒分別與另兩個(gè)極相接觸，觀測(cè)到指針偏轉(zhuǎn)很小(或很大)，再將紅黑兩表棒對(duì)換，觀測(cè)指針偏轉(zhuǎn)都很大(或很小)，則假定的基極是正確的;且晶體管的管型為PNP型（或NPN型）。用同樣的方法可檢測(cè)出NPN型三極管的基極和管型。若被測(cè)管為NPN三極管，讓黑表棒接假定的集電極C，紅表棒接假定的發(fā)射極E。兩手分別捏住B、C兩極充當(dāng)基極電阻RB，注意不要讓兩手相接觸。注意觀察電表指針的偏轉(zhuǎn)大?。?/p>

之后，再將兩檢測(cè)極反過(guò)來(lái)假定，仍然注意觀察電表指針偏轉(zhuǎn)的大小。指針偏轉(zhuǎn)較大的假定極是正確的。但是，如果兩次測(cè)得的電阻相差不大，則說(shuō)明管子的性能較差。cbe人體電阻cbe人體電阻假定正確假定錯(cuò)誤第三講三極管的主要參數(shù)2.三極管質(zhì)量好壞判斷（以NPN型管為例）

用萬(wàn)用表的R×1KΩ檔，將黑表筆接在三極管的基極，紅表筆分別接在三極管的發(fā)射極和集電極，測(cè)得兩次的電阻值應(yīng)在10KΩ左右，然后將紅表筆接在基極，黑表筆分別接三極管的e極和c極，測(cè)得的電阻應(yīng)該為無(wú)窮大，再將紅表筆接三極管的e極，黑表筆接在c極，然后調(diào)換表筆，其測(cè)量電阻值應(yīng)該為無(wú)窮大。然后用萬(wàn)用表測(cè)量三極管e極和c極之間的電阻，其阻值也是無(wú)窮大。若測(cè)量結(jié)果符合上述結(jié)論，則三極管基本完好。

第三講三極管的主要參數(shù)

3、晶體三極管的選用（1）根據(jù)電路工作要求選擇高、低頻管（2）根據(jù)電路工作要求選擇PCM、ICM、U(BR)CEO

（3）一般三極管的

值在40～100之間為好,9013、9014等低噪聲、高

的管子不受此限制。（4）穿透電流ICEO越小越好，硅管比鍺管的小。

例：在UCE=6V時(shí)，在Q1點(diǎn)IB=40A,IC=1.5mA；

在Q2點(diǎn)IB=60A,IC=2.3mA。在以后的計(jì)算中，一般作近似處理：

=。IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)9120Q1Q2在Q1點(diǎn)，有由Q1和Q2點(diǎn)，得一、三極管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)第一講三極管的結(jié)構(gòu)與電流放大原理二、半導(dǎo)體三極管的電流分配關(guān)系三、三極管實(shí)現(xiàn)電流分配的原理基區(qū)：最薄，摻雜濃度最低發(fā)射區(qū)：摻雜濃度最高發(fā)射結(jié)集電結(jié)BECNNP基極發(fā)射極集電極集電區(qū)：面積最大1.結(jié)構(gòu):在完整的半導(dǎo)體材料上通過(guò)滲雜分別形成發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)。一、三極管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)NNP基極發(fā)射極集電極NPN型BECBECPNP型PPN基極發(fā)射極集電極符號(hào)：BECIBIEICBECIBIEICNPN型三極管PNP型三極管它有兩種類(lèi)型:NPN型和PNP型。2、三極管的分類(lèi)●按結(jié)構(gòu)分：NPN、PNP

●按使用頻率分高頻管低頻管●按功率分小功率管<500mW中功率管500mW

1W大功率管>1W常見(jiàn)三極管的外形3DG6NPN型高頻小功率硅管3AX31PNP型低頻大功率鍺管NPN型低頻小功率硅管3AX31PNP型低頻小功率鍺管IcIEIBRbUBEUCERcNNP1.三極管電流放大條件內(nèi)部條件發(fā)射區(qū)摻雜濃度高基區(qū)薄且摻雜濃度低集電結(jié)面積大外部條件發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏二、半導(dǎo)體三極管的電流分配關(guān)系三極管各電極電流的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基極電流IB/mA00.0100.0200.0400.0600.0800.100集電極電流IC/mA＜0.0010.4950.9951.9902.9903.9954.965發(fā)射極電流IE/mA＜0.0010.5051.0152.0303.0504.0755.065直流電