第八讲：三极管ppt课件

1、主讲：严清飞：453100829什么是三极管 构成两个PN结的三个半导体区域，引出三个电极，封上外壳而组成的半导体器件。三极管的分类 按极性划分为两种：一种是NPN型三极管，是目前最常用的一种，另一种是PNP型三极管。 按材料分为两种：一种是硅三极管，目前是最常用的一种，另一种是锗三极管，以前这种三极管用的多。 按工作频率划分为两种：一种是低频三极管，主要用于工作频率比较低的地方；另一种是高频三极管，主要用于工作频率比较高的地方。 按功率分为三种：一种是小功率三极管，它的输出功率小些；一种是中功率三极管，它的输出功率大些；另一种是大功率三极管，它的输出功率可以很大，主要用于大功率输出场合。 按

2、用途分为：放大管和开关管。 56 三极管又叫半导体三极管或晶体三极管，三极管三极管又叫半导体三极管或晶体三极管，三极管是在一块半导体基片上制作两个背靠背的的是在一块半导体基片上制作两个背靠背的的PN结，引结，引出三个电极封装而成，三极管按照它的结构我们分为出三个电极封装而成，三极管按照它的结构我们分为PNP型和型和NPN型。看图型。看图 7三极管的三个电极三极管的三个电极 三极管的三个极是我们在维修工作中需三极管的三个极是我们在维修工作中需关注的检测点，关注的检测点， 我们可以简单的把三极管的我们可以简单的把三极管的B基极基极和和C集电极看成一个集电极看成一个PN型的二极管，型的二极管，将将B

3、(基极基极)和和E(发射极发射极)看成另外一个看成另外一个PN型二极管，型二极管，8 下图是NPN型三极管的图形符号，三极管的三个电极分别用基极B 集电极C 发射极E来 表示，其中箭头方向表示发射极的电流的实际流向。 9 下图是 PNP型三极管的 图形符号，它的箭头方向和 NPN型的相反，但意义一样。在我们的电路图中，三极管的表示字母也 不 一样，有Q的 也 有V的来 表示。1011 在进行电路检测时，我们检测提到饱和导在进行电路检测时，我们检测提到饱和导通，截止和放大。这是三极管的三种工作状态通，截止和放大。这是三极管的三种工作状态截止状态截止状态 当三极管的基极与发射极之间的电压低于起当三

4、极管的基极与发射极之间的电压低于起始电压时，三极管无工作电流，这个时候，三始电压时，三极管无工作电流，这个时候，三极管失去放大作用，呈高阻状态，集电极与发极管失去放大作用，呈高阻状态，集电极与发射极之间的电压相当于工作电压，集电极与发射极之间的电压相当于工作电压，集电极与发射极之间的电阻很大，相当于开关断开状态，射极之间的电阻很大，相当于开关断开状态，这时称三极管截止。这时称三极管截止。 当三极管的工作电流为零或很小时，即当三极管的工作电流为零或很小时，即Ib=0时，时，IC和和Ie也为零或很小，三极管处于也为零或很小，三极管处于截止状态。截止状态。 三极管的三种状态饱和状态饱和状态 三极管基

5、极与发射极之间的电压远远三极管基极与发射极之间的电压远远大于起始电压，三极管中集电极电流很大于起始电压，三极管中集电极电流很大，这时，三极管失去放大作用，呈低大，这时，三极管失去放大作用，呈低阻状态，集电极与发射极之间的电压很阻状态，集电极与发射极之间的电压很小，集电极与发射极之间的电阻也很小，小，集电极与发射极之间的电阻也很小，相当于开关闭合，这时，我们称三极管相当于开关闭合，这时，我们称三极管饱和导通。饱和导通。 放大状态放大状态 当当 NPN型三极管的型三极管的VC大于大于Vb大于大于Ve或或PNP型三极管的型三极管的Ve大于大于Vb大于大于VC ，并且三极管的基极与发射极之间的电压并且

6、三极管的基极与发射极之间的电压差的绝对值接近三极管的起始电压时，差的绝对值接近三极管的起始电压时，三极管的集电极电流受控于基极电流，三极管的集电极电流受控于基极电流，这时称三极管处于放大状态。这时称三极管处于放大状态。简化表方便记忆15 三极管的放大作用三极管的放大作用三极管与二极管做大的区别就是三极管与二极管做大的区别就是 三极管有放大的作用。由于两个三极管有放大的作用。由于两个PN结紧密结合，他们之间又相互影响，使他们和普通的二极管结紧密结合，他们之间又相互影响，使他们和普通的二极管的表现除不同的特性，那就是放大能力，正式由于它的这个作用，的表现除不同的特性，那就是放大能力，正式由于它的这

7、个作用，晶体三极管或得了广泛的应用。晶体三极管或得了广泛的应用。 放大，所谓的放大，在电路中来说，就是输出的信号比输入的信号放大，所谓的放大，在电路中来说，就是输出的信号比输入的信号在某个参数电压或者电流上大，比如扩音机，声音信号从话在某个参数电压或者电流上大，比如扩音机，声音信号从话筒输入，从喇叭出来的声音信号比输入的声音信号大很多，在放筒输入，从喇叭出来的声音信号比输入的声音信号大很多，在放大电路中，我们通常说输出信号的幅度或功率比输入信号大。大电路中，我们通常说输出信号的幅度或功率比输入信号大。 三极管发射极的电流近似等于基极和集电极电流之和，三极管是一三极管发射极的电流近似等于基极和集

8、电极电流之和，三极管是一个电流控制器件，通过基极电流的变化，来改变三极管集电极的个电流控制器件，通过基极电流的变化，来改变三极管集电极的电流大小，较小的基极电流变化，可以引起集电极电流较大的变电流大小，较小的基极电流变化，可以引起集电极电流较大的变化，也就是说基极电流对集电极电流有小量控制大量的控制作用。化，也就是说基极电流对集电极电流有小量控制大量的控制作用。这就是三极管的电流放大作用。这就是三极管的电流放大作用。 NPN和和 PNP型三极管的工作原理完全一样，只是在使用时电源连型三极管的工作原理完全一样，只是在使用时电源连接的极性不同。接的极性不同。16三极管的工作条件三极管的工作条件必须

9、给三极管合适的外部条件，三极管才能实现放大作必须给三极管合适的外部条件，三极管才能实现放大作用。这个外部条件就是给三极管适当的偏置。也就是用。这个外部条件就是给三极管适当的偏置。也就是给各个电极加上合适的对地电压。给各个电极加上合适的对地电压。 三极管组成的放大电路多种多样，但无论三极管组成的三极管组成的放大电路多种多样，但无论三极管组成的放大电路形式如何变化，要使三极管具有放大作用，放大电路形式如何变化，要使三极管具有放大作用，必须满足必须满足 发射极正偏，集电极反偏。发射极正偏，集电极反偏。 对于对于NPN三极管来说，要使发射极正偏，则基极三极管来说，要使发射极正偏，则基极B电压电压必须高

10、于发射极必须高于发射极E，要使集电极反偏，则集电极，要使集电极反偏，则集电极C必须必须高于基极高于基极B电压所以电压所以 VC大于大于VB大于大于VE 对于对于PNP三极管来说，要使发射极正偏，则基极三极管来说，要使发射极正偏，则基极B电压电压必须小于发射极必须小于发射极E电压。要使集电极反偏，则集电极电压。要使集电极反偏，则集电极C电压必须低于基极电压必须低于基极B电压。所以电压。所以VE大于大于VB大于大于VC 掌握了掌握了 以上三极管三个电极之间的电位关系，我们就以上三极管三个电极之间的电位关系，我们就可以通过测试正常电路中的三极管的三个电极的电压可以通过测试正常电路中的三极管的三个电极

11、的电压来判断锗个三极管是来判断锗个三极管是PNP还是还是 NPN型三极管了。型三极管了。 需要注意的是，在我们维修工作中会基础提到的偏压，需要注意的是，在我们维修工作中会基础提到的偏压，这通常是指基极与发射极之间的电压。这通常是指基极与发射极之间的电压。17三极管的起始电压三极管的起始电压 三极管和二极管一样，它也有起始电压，三极管的三极管和二极管一样，它也有起始电压，三极管的起始电压是指三极管开始有工作电流时基极与发射极起始电压是指三极管开始有工作电流时基极与发射极之间的电压，不同类型不同材料的三极管起始电压不之间的电压，不同类型不同材料的三极管起始电压不一样，起始电压指的是基极与发射极之间

12、的电压一样，起始电压指的是基极与发射极之间的电压 硅材料的硅材料的NPN型三极管的起始电压型三极管的起始电压0.6-.08之间之间 硅材料的硅材料的PNP型三极管的起始电压是型三极管的起始电压是-0.8-0.6之之间间 锗材料的锗材料的NPN型三极管的起始电压是型三极管的起始电压是0.15-0.3之之间间 锗材料的锗材料的PNP型三极管的起始电压是型三极管的起始电压是-0.3-0.15之间之间 掌握了这点。我们可以掌握了这点。我们可以 用表来判断三极管是锗用表来判断三极管是锗材料还是硅材料。材料还是硅材料。181、放大电路、放大电路 对三极管放大电路的分析，包括静态分对三极管放大电路的分析，包

13、括静态分析和动态分析两部分。析和动态分析两部分。 也就是直流方面的分析和交流方面的分也就是直流方面的分析和交流方面的分析析 直流方面的分析主要是判断三极管是否直流方面的分析主要是判断三极管是否有合适的直流工作条件有合适的直流工作条件 交流方面的分析主要是判断放大电路是交流方面的分析主要是判断放大电路是否能够正常的放大信号。否能够正常的放大信号。三极管在电路中的应用三极管在电路中的应用191. 直流方面直流方面 在进行直流电路分析时，应掌握了解前面讲过的三极管知识，特别是起始电压在进行直流电路分析时，应掌握了解前面讲过的三极管知识，特别是起始电压和三极管工作条件方面的知识，检查三极管的直流电路时

14、，通常需要使用万用表和三极管工作条件方面的知识，检查三极管的直流电路时，通常需要使用万用表或示波器。或示波器。 放大电路的直流分析包括很多方面，但从我们维修角度出发，主要是通过对三放大电路的直流分析包括很多方面，但从我们维修角度出发，主要是通过对三极管三个电极的电压进行测量，电位满足这个条件，则三极管的直流电路是正常极管三个电极的电压进行测量，电位满足这个条件，则三极管的直流电路是正常的。来判断三极管的直流工作条件是否正常。的。来判断三极管的直流工作条件是否正常。 进行判断是很简单的，知道三极管三个电极的电位关系就可以进行判断是很简单的，知道三极管三个电极的电位关系就可以NPN型三极管型三极管

15、VC大于大于VB大于大于VE，PNP型三极管型三极管VE大于大于VB大于大于VC只要三极管的三个电极的只要三极管的三个电极的 在进行放大器的直流电路检测时，应做到对三极管的基极偏压或者控制信号以在进行放大器的直流电路检测时，应做到对三极管的基极偏压或者控制信号以及集电极工作电源路径进行查找，无论是检测基极直流通道还是集电极直流通及集电极工作电源路径进行查找，无论是检测基极直流通道还是集电极直流通道，检测方法都可以用一句话来概括道，检测方法都可以用一句话来概括:从三极管的基极或集电极动身，只能从三极管的基极或集电极动身，只能经过电感或电阻，遇着电容就回头。经过电感或电阻，遇着电容就回头。20 2

16、交流分析交流分析 放大电路的交流分析也是好多种，不管是那种，从我放大电路的交流分析也是好多种，不管是那种，从我们维修的角度来说们维修的角度来说 ，主要从以下及个方面入手。，主要从以下及个方面入手。 （1） 检查放大电路输出端的信号幅度，正常情况检查放大电路输出端的信号幅度，正常情况下，放大电路输出端的信号幅度比输入端的大，（不下，放大电路输出端的信号幅度比输入端的大，（不同放大电路输出输入信号幅度的差值不一样），如果同放大电路输出输入信号幅度的差值不一样），如果输出端的信号幅度比输入端的小或不在正常差值范围输出端的信号幅度比输入端的小或不在正常差值范围内，则说明放大电路工作不正常，应该检查放大

17、电路内，则说明放大电路工作不正常，应该检查放大电路的直流方面或放大电路中的元器件。的直流方面或放大电路中的元器件。 （2检查放大电路的信号是否失真，（即放大电路检查放大电路的信号是否失真，（即放大电路输出的信号幅度是否在正常范围内如果信号失真，输出的信号幅度是否在正常范围内如果信号失真，也需要检查放大电路。也需要检查放大电路。 （3） 如果放大电路是低频放大，用一般的示波器如果放大电路是低频放大，用一般的示波器可以完成对电路的检查，假如可以完成对电路的检查，假如 放大电路是高频放大，放大电路是高频放大，则需要借助频谱分析仪等测试设备来检测。则需要借助频谱分析仪等测试设备来检测。21 共发射极共

18、发射极 三极管电路有三种基本电路形式，共三极管电路有三种基本电路形式，共发射极电路发射极电路 共基极电路共基极电路 共集电极电路。共集电极电路。在电子设备中的放大电路，使用最多的在电子设备中的放大电路，使用最多的就是共三极管的共发射极电路，共发射就是共三极管的共发射极电路，共发射极是指什么呢？我们来看图极是指什么呢？我们来看图22偏置电路偏置电路 无论讲什么放大电路，都不可避免的要讲到偏置电路，那到底无论讲什么放大电路，都不可避免的要讲到偏置电路，那到底什么是偏置电路呢？我们下面来说说什么是偏置电路呢？我们下面来说说 偏置电路，实际上是一个概念性的东西，简单的来说就是给偏置电路，实际上是一个概

19、念性的东西，简单的来说就是给三极管提供偏执电压的电路，不管什么偏置电路，它都是一个直三极管提供偏执电压的电路，不管什么偏置电路，它都是一个直流通道。流通道。 我们来了解一下看图我们来了解一下看图 图中的图中的3.3V的电压经的电压经R306 R307给三极管给三极管Q303的基极提供的基极提供工作电压，工作电压，3.3V的电源经过的电源经过R306 L317给三极管给三极管Q303的集电的集电极提供工作电压。这样通过电阻极提供工作电压。这样通过电阻R306 R307的参数，使的参数，使Q303的的集电极的电位远远的高于基极的电位，我们可以理解为给三极管集电极的电位远远的高于基极的电位，我们可以

20、理解为给三极管的集电极加上了偏压。而给三极管提供偏压的这个电阻的集电极加上了偏压。而给三极管提供偏压的这个电阻 电感组电感组成的电路我们成的电路我们 就说是三极管的偏置电路。就说是三极管的偏置电路。23 共发射极的放大电路多种多样，但基本的电路形式共发射极的放大电路多种多样，但基本的电路形式是固定分压偏置的共发射极电路和集电极反馈偏置的是固定分压偏置的共发射极电路和集电极反馈偏置的共发射极电路。共发射极电路。 手机电路中的晶体管放大器的基本电路是共发射极手机电路中的晶体管放大器的基本电路是共发射极电路，。如低噪声放大器电路，。如低噪声放大器 中频放大器等。只不过他中频放大器等。只不过他们工作参

21、数不一样。们工作参数不一样。 放大电路的作用就是将原来微弱的电信号电压或放大电路的作用就是将原来微弱的电信号电压或者电流放大到真够大的数值，用来方便向负载输出者电流放大到真够大的数值，用来方便向负载输出负载所需要的电信号。负载所需要的电信号。 放大电路的种类很多，根据信号的强弱可以分为小放大电路的种类很多，根据信号的强弱可以分为小信号放大器和大信号放大器信号放大器和大信号放大器(功率放大器根据放大信功率放大器根据放大信号频率不同可分为直流放大器号频率不同可分为直流放大器 低频放大器低频放大器 高频放大高频放大器器 带宽放大器和谐振放大器等。带宽放大器和谐振放大器等。24在图中三极管是放大电路的

22、核心，起电流放大作用，电源通过电阻R1 R2分压，给三极管的发射极提供合适的正向偏置，又给基极提供一个合适的基极电流，基极回路电阻既和电源配合，使电路有合适的基极电流，有保证在输入信号的作用下，基极电流能做到相应的变化。如果电阻R1=0欧，则基极电压和电源电压一样，基极电流就不会发生变化，电路就没有放大作用。R1 R2构成一个固定的分压电路，达到稳定放大器工作点的作用。 在电路中，R1被称为上偏置电阻，R2被称为下偏置电阻，识别上下偏置电阻时应注意，在三极管放大电路的基极回路中，靠三极管发射极的电阻是下偏置电阻，靠三极管集电极的电阻是上偏置电阻。25 电源通过集电极电阻R3给集电极加上反向偏压

23、，使三极管工作在放大区集电极反偏 发射极正偏，叫做三极管工作在放大区同时，电源也给输出信号提供能量，集电极电阻R3的作用就是把放大了的集电极电流的变化 转化为集电极电压的变化，然后输出。（实际上就是把三极管电流的放大转换为电压的放大能力如果集电极电阻电阻R3=0欧，则输出点出电压恒定，等于电源电压，那么电路就失去放大作用。 应该注意的是，共发射极放大电路中，集电极电阻是远远小于基极上的偏置电压的。26 电容C1和C3分别为输入和输出隔直电容，也可以说 叫耦合电容，C1 C2使放大器前后级电路互不影响，同时又起交流耦合作用，让交流信号顺利通过。为了避免交流信号电压在发射极电阻R4上产生压降，进而

24、减小UBE，造成放大电路的电压放大倍数下降，声音经常会在R4的两端并联一个电容C2,只要C2的容量够大，则对交流分量可视作短路，C2又称为发射极交流旁路电容。 上面说的三极管放大电路是组容耦合放大电路，在手机电路中的放大电路通常都是组容耦合放大器，所以我只讲这种和手机有关的电路形式。27 当没有信号电压输入到放大电路中时放大电路中各处的电流 电压是不变的直流信号，这时称电路为直流状态或静止工作状态，简称静态。静态时，三极管具有固定的基极电流电压，集电极电流 电压，我们把它称为直流工作点或静态工作点。 当输入交流信号后，（信号我们指的是交流信号，控制信号我们指的是直流控制电压）。电路中各处的电流

25、 电压是变动的，这是电路处于交流状态或者动态工作状态。放大电路中各处的电流 电压是随输入的信号的变化而变化的。28 前面提到，当放大电路没有信号输入时。三极管各处的电压电流不变，当有信号输入时，并且信号在正半周时，信号叠电压叠加到基极电压上，基极电压上升 基极电流上身，使三极管集电极电流成倍的增长，集电极电流的增大，使集电极电阻上的压降增大，导致集电极电压下降。当信号处于负半周时，信号电压使基极电压下降，基极电流下降，使三极管集电极电流成倍的下降，集电极电流的减小，使集电极的电阻压降减小，导致集电极电压增大，由于集电极电流的变化量比积极电流的变化量大，所以，集电极的电压变化量也比基极电压变化量

26、大，从而使基极信号被放大输出。 我们要记住，集电极输出信号波形与基极输入信号波形是反相的，所以，三极管放大电路又被称为反相放大器。292、三极管的开关电路、三极管的开关电路三极管在电路中通常起到放大和开关的作三极管在电路中通常起到放大和开关的作用，放大刚刚说完，下面来说说开关，用，放大刚刚说完，下面来说说开关，开关电路中的三极管工作在饱和导通和开关电路中的三极管工作在饱和导通和截止状态下。截止状态下。 在手机电路中，除了利用三极管的放大在手机电路中，除了利用三极管的放大作用，还利用其做开关电路。作用，还利用其做开关电路。 三极管开关电路在手机电路中通常用做三极管开关电路在手机电路中通常用做某个单元电路或电源电子开关。某个单元电路或电源电子开关。30 前面我们已经对三极管的饱和导通和截止做了简单的描述，以NPN三极管来说，当三极管的基极有一个高电平时远远大于三极管起始电压的电压则三极管饱和导通，这时，三极管集电极与发射极之间的电阻很小，发射极电压基本等于集电极电压，相开关闭合一样， 当三极管的基极有一个低电平时远远低于三极管起始电压的电压三极管截止，这时三极管集电极与发射极之间的电阻很大，集电极电压近似等于电源电压，发射极电压近似等于0，就像开关断开一样，在三极管电路中，一些电源的电子开关电路基本如图31 对上面的开关电路我们 可以