半导体三极管及其放大电路修改2

1、l三极管的主要参数及温度影响三极管的主要参数及温度影响l三极管的判别及手册查阅三极管的判别及手册查阅l特殊三极管特殊三极管l放大电路基本概念放大电路基本概念四、三极管的主要参数及温度影响四、三极管的主要参数及温度影响 1. 主要参数主要参数 三极管的参数是用来表征其性能和适用范围的三极管的参数是用来表征其性能和适用范围的,也是评也是评价三极管质量以及选择三极管的依据。常用的主要参数价三极管质量以及选择三极管的依据。常用的主要参数有有: 1）电流放大系数）电流放大系数 IIBC放大能力放大能力 ； 管子工作不稳定管子工作不稳定2）反向饱和电流）反向饱和电流ICBO ICBO 是发射极开路，集电极

2、在反向电压作用下，是发射极开路，集电极在反向电压作用下，形成的反向饱和电流。由少子漂移形成。形成的反向饱和电流。由少子漂移形成。 ICBO管子的稳定性越好。管子的稳定性越好。 3）穿透电流）穿透电流ICEO 基极开路，集电极基极开路，集电极发射极间加上一定数值正向发射极间加上一定数值正向电压，流过集电极的发射极之间电流。电压，流过集电极的发射极之间电流。 IICBOCEO)1 (温度温度ICEO 4）集电极最大允许电流）集电极最大允许电流ICM5）集电极）集电极发射极间的击穿电压发射极间的击穿电压U（BR）CEO 6)集电极最大耗散功率集电极最大耗散功率PCM 集电极最大耗散功率是指三极管正常

3、工集电极最大耗散功率是指三极管正常工作时最大允许消耗的功率。作时最大允许消耗的功率。 2 温度对三极管的特性与参数的影响温度对三极管的特性与参数的影响 1） 温度对温度对uBE的影响的影响IBiBuBEUBE2UBE15020(a)O 三极管的输入特性曲三极管的输入特性曲线与二极管的正向特性线与二极管的正向特性曲线相似曲线相似,温度升高温度升高,曲线曲线左移左移,如图（如图（a）所示。）所示。 在在iB相同的条件下相同的条件下,输入输入特性随温度升高而左移特性随温度升高而左移,使使uBE减小。温度每升高减小。温度每升高1,uBE就减小就减小22.5mV。温度温度 uBE 0200 A150 A

4、100 A50 AICICuCEiC(b)O 2）温度对）温度对ICBO的影响的影响 三极管输出特性曲线随三极管输出特性曲线随温度升高将向上移动温度升高将向上移动 。 温度温度ICBO 3）温度对）温度对的影响的影响 温度升高温度升高,输出特性各输出特性各条曲线之间的间隔增大。条曲线之间的间隔增大。 温度温度 五、三极管的判别及手册的查阅方法五、三极管的判别及手册的查阅方法 要准确地了解一只三极管类型、要准确地了解一只三极管类型、 性能与参数性能与参数, 可用可用专门的测量仪器进行测试专门的测量仪器进行测试, 但一般粗略判别三极管的类但一般粗略判别三极管的类型和管脚型和管脚, 可直接通过三极管

5、的型号简单判断可直接通过三极管的型号简单判断, 也可利用也可利用万用表测量方法判断万用表测量方法判断.下面具体介绍其型号的意义及利下面具体介绍其型号的意义及利用万用表的简单测量方法。用万用表的简单测量方法。1三极管型号的意义三极管型号的意义 三极管的型号一般由五大部分组成三极管的型号一般由五大部分组成,如如3AX31A、3DG12B、3CG14G等。下面以等。下面以3DG110B为例说明各部为例说明各部分的命名含义。分的命名含义。 (1)第一部分由数字组成，表示电极数。第一部分由数字组成，表示电极数。“3”代表代表三极管。三极管。 (2)第二部分由字母组成，表示三极管的材料与类第二部分由字母组

6、成，表示三极管的材料与类型。如型。如A表示表示PNP型锗管，型锗管，B表示表示NPN型锗管，型锗管，C表示表示PNP型硅管，型硅管，D表示表示NPN型硅管。型硅管。 (3)第三部分由字母组成，表示管子的类型，即表第三部分由字母组成，表示管子的类型，即表明管子的功能明管子的功能 。 (4)第四部分由数字组成第四部分由数字组成,表示三极管的序号。表示三极管的序号。 (5) 第五部分由字母组成第五部分由字母组成,表示三极管的规格号。表示三极管的规格号。) 1 (3)2(D) 3(G)4(110)5(B 2三极管手册的查阅方法三极管手册的查阅方法 1）三极管手册的基本内容）三极管手册的基本内容 (1)

7、三极管的型号三极管的型号; (2)电参数符号说明电参数符号说明; (3)主要用途主要用途; (4)主要参数。主要参数。 2）三极管手册的查阅方法）三极管手册的查阅方法 （1）已知三极管的型号查阅其性能参数和使用范围。）已知三极管的型号查阅其性能参数和使用范围。 （2）根据使用要求选择三极管。）根据使用要求选择三极管。3判别三极管的管型和管脚判别三极管的管型和管脚 (1）根据三极管外壳上的型号）根据三极管外壳上的型号,初判其类型。初判其类型。 (2）根据三极管的外形特点）根据三极管的外形特点,初判其管脚初判其管脚 (3）用万用表判别三极管的管脚及管型。）用万用表判别三极管的管脚及管型。基极的判别

8、。基极的判别。 将万用表的欧姆挡置将万用表的欧姆挡置R 1k()挡，用黑（红）表笔接三挡，用黑（红）表笔接三极管的某一极，用红（黑）表笔分别接三极管的另外两极，极管的某一极，用红（黑）表笔分别接三极管的另外两极，若测得两个电阻都很小，则黑（红）表笔接的是基极。若测得两个电阻都很小，则黑（红）表笔接的是基极。 此时，若黑表笔接基极，为此时，若黑表笔接基极，为NPN管；若红表笔接基极，管；若红表笔接基极，为为PNP管。管。cbe红笔红笔黑笔V集电极和发射极的判别集电极和发射极的判别PNP管管 基极开路，将万用表的欧姆挡置基极开路，将万用表的欧姆挡置R 1k()挡，用挡，用黑红表笔接另外两电极，测得

9、一电阻值；再将黑红表黑红表笔接另外两电极，测得一电阻值；再将黑红表笔对调，测得一阻值。比较两次结果，阻值小的那次笔对调，测得一阻值。比较两次结果，阻值小的那次中，红表笔接的为集电极，黑表笔接的为发射极。中，红表笔接的为集电极，黑表笔接的为发射极。NPN管管 将万用表的欧姆挡置将万用表的欧姆挡置R 1k()挡，用黑红表笔接挡，用黑红表笔接另外两电极，在基极与黑表笔间接一个另外两电极，在基极与黑表笔间接一个100 的电阻，的电阻，测得一电阻值；再将黑红表笔对调，同样在基极与黑表测得一电阻值；再将黑红表笔对调，同样在基极与黑表笔间接一个笔间接一个100 的电阻，测得一阻值。比较两次结果，的电阻，测得

10、一阻值。比较两次结果，阻值小的那次中，红表笔接的为集电极，黑表笔接的为阻值小的那次中，红表笔接的为集电极，黑表笔接的为发射极。发射极。根据硅管的发射结正向压降大于锗管的正向压降的特根据硅管的发射结正向压降大于锗管的正向压降的特点点,来判断其材料。来判断其材料。1.5 V10 kNPN1.5 V10 kPNPVV 一般常温下一般常温下,锗管正向压降为锗管正向压降为0.20.3V,硅管的正向硅管的正向压降为压降为0.60.7V。4 三极管的质量粗判及代换方法三极管的质量粗判及代换方法 1） 判别三极管的质量好坏判别三极管的质量好坏 用万用表的欧姆挡测两个用万用表的欧姆挡测两个PN结（发射结、集电极

11、）正反结（发射结、集电极）正反向电阻，若测得两个向电阻，若测得两个PN结正向电阻小，反向电阻大，则三极管结正向电阻小，反向电阻大，则三极管正常。正常。 2） 三极管的代换方法三极管的代换方法 通过上述方法的判断通过上述方法的判断, 如果发现电路中的三极管已损坏如果发现电路中的三极管已损坏, 更更换时一般应遵循下列原则换时一般应遵循下列原则: （1） 更换时更换时, 尽量更换相同型号的三极管。尽量更换相同型号的三极管。 （2）无相同型号更换时）无相同型号更换时, 新换三极管的极限参数应等于或新换三极管的极限参数应等于或大于原三极管的极限参数大于原三极管的极限参数, 如参数如参数ICM、PCM、U

12、（BR）CEO等。等。 （3）性能好的三极管可代替性能差的三极管。）性能好的三极管可代替性能差的三极管。 如穿透电如穿透电流流ICEO小的三极管可代换小的三极管可代换ICEO大的大的, 电流放大系数电流放大系数高的可代替高的可代替低的。低的。 （4）在集电极耗散功率允许的情况下）在集电极耗散功率允许的情况下, 可用高频管可用高频管代替低频管，代替低频管， 如如3DG型可代替型可代替3DX型。型。 （5）开关三极管可代替普通三极管）开关三极管可代替普通三极管, 如如3DK型型代替代替3DG型型, 3AK型代替型代替3AG型管。型管。六、六、 特殊三极管简介特殊三极管简介 光电三极管也称光光电三极

13、管也称光敏三极管，将光信号变敏三极管，将光信号变成电信号，并能将之放成电信号，并能将之放大。其等效电路和电路大。其等效电路和电路符号如右图所示。符号如右图所示。cee ecb()()ILIC(a)(b)1光电三极管光电三极管2光电耦合器光电耦合器 光电耦合器是将发光二极管和光敏元件（光敏电阻、光光电耦合器是将发光二极管和光敏元件（光敏电阻、光电二极管、光电三极管、光电池等）组装在一起而形成的二端电二极管、光电三极管、光电池等）组装在一起而形成的二端口器件口器件,其电路符号如图其电路符号如图2.15所示。所示。(a)(b)(c)(d) 它的工作原理是以它的工作原理是以光信号作为媒体将输入光信号作

14、为媒体将输入的电信号传送给外加负的电信号传送给外加负载载,实现了电实现了电光光电电的传递与转换。光电耦的传递与转换。光电耦合器主要用作高压开关、合器主要用作高压开关、信号隔离器、电平匹配信号隔离器、电平匹配等电路中等电路中,起信号的传起信号的传输和隔离作用输和隔离作用。一、放大电路的基本概念一、放大电路的基本概念1放大的概念放大的概念 所谓放大所谓放大,从表面上看是将信号由小变大从表面上看是将信号由小变大,实质上实质上,放大放大的过程是实现能量转换的过程。的过程是实现能量转换的过程。 三极管有三个电极三极管有三个电极,三极管对小信号实现放大作用时在三极管对小信号实现放大作用时在电路中可有三种不

15、同的连接方式（或称三种组态）。即：电路中可有三种不同的连接方式（或称三种组态）。即：共共(发发)射极接法、共集电极接法和共基极接法。射极接法、共集电极接法和共基极接法。 这三种接法分别以发射极、集电极、基极作为输入回这三种接法分别以发射极、集电极、基极作为输入回路和输出回路的公共端路和输出回路的公共端,而构成不同的放大电路而构成不同的放大电路,如图如图2.16(以以NPN管为例管为例)所示。所示。 放大电路中三极管的三种连接方法放大电路中三极管的三种连接方法becuiuobecuiuo(a )(b )(a)共共(发发)射极电路射极电路becuiuobecuiuo(a )(b )(b)共集电极电

16、路共集电极电路becuiuo(c)(c)共基极电路共基极电路+VCCRcC1C2RL+Rb+ui + uo AABBVCC( (直流电源直流电源) )： 使发射结正偏，集电结反偏使发射结正偏，集电结反偏 向负载和各元件提供功率向负载和各元件提供功率C1、C2( (耦合电容耦合电容) )： 隔直流、通交流隔直流、通交流RB( (基极偏置电阻基极偏置电阻) )： 提供合适的基极电流提供合适的基极电流RC( (集电极负载电阻集电极负载电阻) )： 将将 IC UC ， 使电流放大使电流放大 电压放大电压放大信号信号 ui 从从AA输入输入信号信号 uo从从BB输出输出2. 2. 共发射极放大电路各元

17、件作用共发射极放大电路各元件作用3 放大电路中电压、放大电路中电压、 电流的方向及符号规定电流的方向及符号规定 1） 电压、电压、 电流正方向的规定电流正方向的规定 电压的正方向以输入、输出公共端为负，其它各点曾电压的正方向以输入、输出公共端为负，其它各点曾 正；电流方向以三极管各电极电流的实际方向为正方向。正；电流方向以三极管各电极电流的实际方向为正方向。RcRbRLUCCiBiCiEC1C2uiVuo2）电压、电流符号的规定）电压、电流符号的规定RcRbRLUCCiBiCiEC1C2uiVuo在交流信号在交流信号ui的作用下，可得的作用下，可得到下图所示三极管基极电流波到下图所示三极管基极

18、电流波形。形。(a )(b )OOttIBibIbm(c)OtiBIB(a )(b )OOttIBibIbm(a)(b)OOttIBibIbm(c)OtiBIB电压、电流的表示符号规定：电压、电流的表示符号规定： (1)直流分量。如图直流分量。如图 (a)所示波形所示波形,用大写字母和大写下标表示。如用大写字母和大写下标表示。如IB表表示基极的直流电流。示基极的直流电流。 (2)交流分量。如图交流分量。如图 (b)所示波形所示波形,用小写字母和小写下标表示。如用小写字母和小写下标表示。如ib表表示基极的交流电流。示基极的交流电流。 (3)总变化量。如图总变化量。如图 (c)所示波形所示波形,是

19、直流分量和交流分量之和是直流分量和交流分量之和,即交流即交流叠加在直流上叠加在直流上,用小写字母和大写下标表示。如用小写字母和大写下标表示。如iB表示基极电流总的瞬时表示基极电流总的瞬时值值,其数值为其数值为iB=IB+ib。 (4)交流有效值。用大写字母和小写下标表示。如交流有效值。用大写字母和小写下标表示。如Ib表示基极的正弦交表示基极的正弦交流电流的有效值。流电流的有效值。 电路中各电量符号规纳为表电路中各电量符号规纳为表2.2RcRbRLUCCiBiCiEC1C2uiVuo 从左图可知，在放大电路从左图可知，在放大电路中既有直流电源，又有交流信中既有直流电源，又有交流信号源，在电路中交

20、直流并存。号源，在电路中交直流并存。 电路中的直流电源主要使放电路中的直流电源主要使放大电路工作在放大状态，发射大电路工作在放大状态，发射结正向偏置，集电结反向偏置。结正向偏置，集电结反向偏置。 对交流信号，放大电路是将小信号的交流信号放大成一对交流信号，放大电路是将小信号的交流信号放大成一个大信号的交流信号。个大信号的交流信号。4直流通路和交流通路直流通路和交流通路 1）直流通路）直流通路 所谓直流通路所谓直流通路,是指当输入信号是指当输入信号ui=0时时,在直流电源在直流电源UCC的的作用下作用下,直流电流所流过的路径。在画直流通路时直流电流所流过的路径。在画直流通路时,电路中的电路中的电容开路电容开路,电感短路电感短路。RcRbRLUCCiBiCiEC1C2uiVuoRbRcV UCC(a)2）交流通路）交流通路 所谓交流通路所谓交流通路,是指在信号源是指在信号源ui的作用下的作用下,只有交流电流所只有交流电流所流过的路径。画交流通路时流过的路径。画交流通路时,放大电路中的耦合放大电路中的耦合电容短路电容短路;由由于于直流电源直流电源UCC的内阻很小的内阻很小,对交流变化量几乎不起作用对交流变化量几乎不起作用,故可故可看作看作短路短路。 RcRbRLUCCiBiCiE