2.1三極管的識別與檢測解析

2.1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控制型器件。

特點(diǎn)：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)、分類和符號一、晶體三極管的基本結(jié)構(gòu)

1．三極管的外形特點(diǎn)：有三個電極，故稱三極管。

2．三極管的結(jié)構(gòu)三極管的結(jié)構(gòu)圖特點(diǎn)：有三個區(qū)——發(fā)射區(qū)、基區(qū)、集電區(qū)；兩個PN結(jié)——發(fā)射結(jié)(BE結(jié))、集電結(jié)(BC結(jié))；三個電極——發(fā)射極e(E)

、基極b(B)

和集電極c(C)；兩種類型——PNP型管和NPN型管。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)比發(fā)射區(qū)體積大且摻雜少。二、晶體三極管的符號三極管符號箭頭：表示發(fā)射結(jié)加正向電壓時的電流方向。文字符號：V

三、晶體三極管的分類1．三極管有多種分類方法。按內(nèi)部結(jié)構(gòu)分：有NPN型和PNP型管；按工作頻率分：有低頻管和高頻管；按功率分：有小功率管和大功率管；按用途分：有普通管和開關(guān)管；按半導(dǎo)體材料分：有鍺管和硅管等等。

2．國產(chǎn)三極管命名法：見《電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能》P279

附錄。例如：3DG表示高頻小功率NPN型硅三極管；

3CG表示高頻小功率PNP型硅三極管；

3AK表示PNP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一、晶體三極管的工作電壓1、三極管的基本作用是放大電信號。

2、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V為三極管GC為集電極電源GB為基極電源，又稱偏置電源Rb為基極電阻Rc為集電極電阻。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)）：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。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一、電流分配關(guān)系測量電路如圖調(diào)節(jié)電位器，測得發(fā)射極電流、基極電流和集電極電流的對應(yīng)數(shù)據(jù)如表所示。因IB很小，則IC

IE

IE=IC+IB

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一、電流分配關(guān)系測量電路如圖說明：1．IE=0時，IC=-IB=ICBO

。

ICBO

稱為集電極——基極反向飽和電流，見圖2.1.7(a)

。一般ICBO

很小，與溫度有關(guān)(隨溫度升高而增大)。2．IB=0時，IC=IE=ICEO

。

ICEO

稱為集電極——發(fā)射極反向電流，又叫穿透電流，見圖(b)。

ICEO

越小，三極管溫度穩(wěn)定性越好。硅管的溫度穩(wěn)定性比鍺管好。ICBO與ICEO示意圖二、晶體三極管的電流放大作用當(dāng)基極電流

IB由0.01mA

變到0.02mA

時，集電極電流IC

由0.56mA

變到1.14mA

。上面兩個變化量之比為這說明，當(dāng)IB

有一微小變化時，就能引起IC

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

來表示，稱為共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)，簡稱“交流

”，即IB/mA-0.00100.010.020.030.040.05IC/mA0.0010.010.561.141.742.332.91IE/mA00.010.571.161.772.372.96

結(jié)論：

1．三極管的電流放大作用——基極電流IB

微小的變化，引起集電極電流IC

較大變化。

2．交流電流放大系數(shù)

——表示三極管放大交流電流的能力4．通常，，所以可表示為考慮ICEO

，則

3．直流電流放大系數(shù)——表示三極管放大直流電流的能力2.1.4三極管的輸入和輸出特性一、共發(fā)射極輸入特性曲線集射極之間的電壓VCE一定時，發(fā)射結(jié)電壓VBE與基極電流IB之間的關(guān)系曲線。共發(fā)射極輸入特性曲線由圖可見：

1．當(dāng)V

CE

≥2V時，特性曲線基本重合。

2．當(dāng)VBE很小時，IB等于零，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。共發(fā)射極輸入特性曲線

4．三極管導(dǎo)通后，VBE基本不變。硅管約為0.7V，鍺管約為0.3V，稱為三極管的導(dǎo)通電壓。5．VBE與IB

成非線性關(guān)系。

3．當(dāng)VBE大于門檻電壓(硅管約0.5V，鍺管約0.2V)時，IB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基極電流IB一定時，集、射極之間的電壓VCE與集電極電流IC的關(guān)系曲線。輸出特性曲線可分為三個工作區(qū):1．截止區(qū)條件：發(fā)射結(jié)反偏或兩端電壓為零。特點(diǎn)：IB=0，IC=ICEO

。2．飽和區(qū)條件：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。特點(diǎn)：VCE=VCES。VCES

稱為飽和管壓降，小功率硅管約0.3V，鍺管約為0.1V。3．放大區(qū)條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。特點(diǎn)：

IC受IB控制，即

IC=

IB

。在放大狀態(tài)，當(dāng)IB一定時，IC不隨VCE變化，即放大狀態(tài)的三極管具有恒流特性。

2.1.5三極管主要參數(shù)三極管的參數(shù)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)1．直流放大系數(shù)2．交流放大系數(shù)

電流放大系數(shù)一般在10~100之間。太小，放大能力弱，太大易使管子性能不穩(wěn)定。一般取30~80為宜。二、極間反向飽和電流1．集電極——基極反向飽和電流ICBO。2．集電極——發(fā)射極反向飽和電流ICEO。ICEO=(1+

)ICBO

反向飽和電流隨溫度增加而增加，是管子工作狀態(tài)不穩(wěn)定的主要因素。因此，常把它作為判斷管子性能的重要依據(jù)。硅管反向飽和電流遠(yuǎn)小于鍺管，在溫度變化范圍大的工作環(huán)境應(yīng)選用硅管。三、極限參數(shù)1．集電極最大允許電流

ICM三極管工作時，當(dāng)集電極電流超過ICM時，管子性能將顯著下降，并有可能燒壞管子。2．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超過此值時，管子性能變壞或燒毀。3．集電極——發(fā)射極間反向擊穿電壓

U(BR)CEO管子基極開路時，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，管子將發(fā)生電擊穿，若電擊穿導(dǎo)致熱擊穿會損壞管子。2.1.6三極管的簡單測試判別硅管和鍺管的測試電路

一、硅管或鍺管的判別當(dāng)V=0.1~0.3V時為鍺管。當(dāng)V=0.6~0.7V時，為硅管二、估計(jì)比較

的大小NPN管估測電路如圖所示。估測

的電路萬用表設(shè)置在R

1k擋，測量并比較開關(guān)S

斷開和接通時的電阻值。前后兩個讀數(shù)相差越大，說明管子的

越高，即電流放大能力越大。

估測PNP

管時，將萬用表兩只表筆對換位置。

三、估測ICEO

NPN管估測電路如圖所示。所測阻值越大，說明管子的ICEO

越小。若阻值無窮大，三極管開路；若阻值為零，三極管短路。測PNP型管時，紅、黑表筆對調(diào)，方法同前。I

CEO的估測四、NPN管型和PNP管型的判斷基極b的判斷將萬用表設(shè)置在R

1k

或R

100

擋，用黑表筆和任一管腳相接(假設(shè)它是基極b)，紅表筆分別和另外兩個管腳相接，如果測得兩個阻值都很小，則黑表筆所連接的就是基極，而且是NPN型的管子。如圖(a)所示。如果按上述方法測得的結(jié)果均為高阻值，則黑表筆所連接的是PNP管的基極。如圖(b)所示。五、e、b、c三個管腳的判斷估測

的電路