晶体三极管ppt课件

1、 晶 体 三 极 管 学习单元六 课题二 三极管的特性三极管的特性三极管的运用三极管的运用三极管的重要参数三极管的重要参数 简易时间继电器简易时间继电器becbec两种类型NPN型型PNP型型1 1 N ：Negative，负，负， 以电子为主以电子为主 P ：Positive，正，以空穴为主，正，以空穴为主2 2 b: 基基 极极(base) c: 集电极集电极(collector)e: 发射极发射极(emitter)3 3 箭头所指方向为电流容易过的方箭头所指方向为电流容易过的方 向。向。 NPN NPN：电流从管子流向发射极：电流从管子流向发射极 PNP PNP：电流从发射极流向管子：电

2、流从发射极流向管子管子管子 管子管子 becNPN型型 正向偏压正向偏压 反向偏压反向偏压 基极基极b、集电极、集电极c接正电压接正电压发射极发射极e接负电压接负电压 基极基极b、集电极、集电极c接负电压接负电压发射极发射极e接正电压接正电压 三极管有电流流过三极管有电流流过三极管无电流流过三极管无电流流过E要使三极管正常任务，必需使要使三极管正常任务，必需使其电流的流向与符号中箭头所其电流的流向与符号中箭头所指的方向一致。指的方向一致。+-+-becNPN型型bec+-E三极管的基极和发射三极管的基极和发射极之间相当于一个二极之间相当于一个二极管的极管的2个电极个电极 。 E导通压降也为导通

3、压降也为0.7V。 0.7V0.7V 如何分析三极管电路如何分析三极管电路 NPN TMPS8050 集电极回路集电极回路基极回路基极回路Ie= Ib+Ic两个回路电流均流过发射极两个回路电流均流过发射极 IcIbIeVceVbe Rc 200 1/2WVAA+AEb0V5V5V9VEcRb 10K+Rb,Eb,三极管三极管be Ib=Eb-VbeRb=Eb- 0.7VRb欧姆定律：欧姆定律：由于：由于：Rb一定，一定，Vbe = 0.7V所以：所以：Ib随随Eb变化而变化变化而变化Ec= IcRcx+ VceRc,Ec,三极管三极管ce NPN 型型 基极电源基极电源Eb 集电极电源集电极电

4、源Ec 集电极电压集电极电压VcVo 集电极电压集电极电压VIc 集电极电流集电极电流mAIb 基极电流基极电流(uA)0V1V2V3V4V5V9V基极回路基极回路源电压源电压Vb0.2Vau 位于位于a左侧区域左侧区域u Ib=Ic= 0u Vo= Ec= 9V截止区截止区 NPN 型型 基极电源基极电源Eb 集电极电源集电极电源Ec 集电极电压集电极电压VcIcIbIe0.7VVo 集电极电压集电极电压VIc 集电极电流集电极电流mAIb 基极电流基极电流(uA)0V1V2V3V4V5V9V基极回路基极回路源电压源电压Vb0.2Vb NPN 型型 基极电源基极电源Eb 集电极电源集电极电源

5、Ec 集电极电压集电极电压VcIcIbIeu 位于位于ab区域区域u Ic随随Ib成比例添加，成比例添加，即即u Vo逐渐下降逐渐下降放大区放大区 =IcIbVOIcIb放大区放大区3.7V0.7VaVo 集电极电压集电极电压VIc 集电极电流集电极电流mAIb 基极电流基极电流(uA)0V1V2V3V4V5V9V基极回路基极回路源电压源电压Vb0.2Vab饱和区饱和区 NPN 型型 基极电源基极电源Eb 集电极电源集电极电源Ec 集电极电压集电极电压VcIcIbIeu 位于位于b右侧区域右侧区域u Ic到达最大值到达最大值u Vo约等于约等于0.2V饱和区饱和区3.7VVOIcIb放大区放大

6、区0.7V三种形状三种形状截止形状截止形状即使集电极加有电压，但基极无电流流过，即使集电极加有电压，但基极无电流流过， 即即Ic = Ie = 0 时时, Vce等于电源电压等于电源电压放大形状放大形状集电极电流受控于基极电流集电极电流受控于基极电流放大倍数：放大倍数： ，Ic随随Ib成比例添加成比例添加Vce逐渐降低逐渐降低饱和形状饱和形状集电极电流集电极电流Ic坚持最大值而不再添加，坚持最大值而不再添加，Ib IcVce约等于约等于0.2V0.3V集电极电流为集电极回路可以提供的最大电流集电极电流为集电极回路可以提供的最大电流Ic=Ib NPN TMPS8050 IcIbIeVceVbe

7、Rc 200 1/2WVAA+AEb0V5V5V9VEcRb 10K+bec基极基极输入端输入端发射极发射极公共端公共端A集电极集电极输出端输出端检测基极电流检测基极电流 的电流计的电流计由基极电流控由基极电流控制的电流源制的电流源三极管的特性三极管的特性三极管的运用三极管的运用三极管的重要参数三极管的重要参数 简易时间继电器简易时间继电器u发射极发射极-集电极最大耐压，超越此值三极管将被击穿集电极最大耐压，超越此值三极管将被击穿u在选择晶体管时，在选择晶体管时，Vceo大约为所用电源电压大约为所用电源电压2倍倍uS8050的的Vceo为为25VVceoIcIbIeVce+becIcIbIeV

8、ce+becu最大集电极电流，即流过三极管集电极的最大电流最大集电极电流，即流过三极管集电极的最大电流u在选择晶体管时，在选择晶体管时，Icm大约为三极管正常任务时流大约为三极管正常任务时流过集电极最大电流的过集电极最大电流的2倍倍uS8050的的Icm为为0.5AIcmIcIbIeVce+becu用用Pc表示集电极发射极耗费功率表示集电极发射极耗费功率,那么那么Pc = Ic x VceuPc在三极管内部转换为热导致三极管内部温度上升，在三极管内部转换为热导致三极管内部温度上升，那么那么Pcm就是可耗费的最大功耗值就是可耗费的最大功耗值uS8050的的Pcm为为0.625WPcm0V1V2V

9、3V4V5V9VVo 集电极电压集电极电压VIc 集电极电流集电极电流mAIb 基极电流基极电流(uA)基极回路源电压基极回路源电压Vb0.2VabIc Ib VO 放大区放大区饱和区饱和区截止截止 形状形状 Vce最大，最大，Ic最小约为最小约为0，那么功耗较小那么功耗较小 放大放大 形状形状 Vce较大，较大，Ic也较大也较大那么功耗最大那么功耗最大截止区截止区三极管的特性三极管的特性三极管的运用三极管的运用三极管的重要参数三极管的重要参数 简易时间继电器简易时间继电器 Vo=Vc,即高电平即高电平 “1 Vo0,即低电平即低电平 “0 迅速越过放大区，方迅速越过放大区，方可满足开关形状可

10、满足开关形状三极管在何种三极管在何种形状下满足开形状下满足开关形状？关形状？ 两种两种 形状形状 关：关：1 开：开：0 截止区截止区 0V1V2V3V4V5V9VVo 集电极电压集电极电压VIc 集电极电流集电极电流mAIb 基极电流基极电流(uA)基极回路源电压基极回路源电压Vb0.2VabVOIcIb截止区截止区放大区放大区饱和区饱和区 饱和区饱和区 输入输入Vi输出输出Vobec R31KS8050R1 10K R2 4.7K+Vcc“0(0V)Vo = Vcc “1Ic = 0 截截止止态态(a) 三极管开关电路图三极管开关电路图 R31KS8050输入输入Vi输出输出Vo(b) 三

11、极管开关等效电路三极管开关等效电路开关开关断断开开输入输入Vi输出输出Vobec R31KS8050R1 10K R2 4.7K+Vcc(a) 三极管开关电路图三极管开关电路图+Vcc0V+Vcc0V输入输入Vi输出输出Vo(c) 三极管开关输入输出波形三极管开关输入输出波形 R31KS8050输入输入Vi输出输出Vo(b) 三极管开关等效电路三极管开关等效电路“1(5V)Vo = 0V“0开封开封锁锁合合继电器引见继电器引见 一类常见的电子控制器件 运用于各类自动控制电路中 用较小的电流去控制较大的电流的一种“自动开关 具有控制系统输入回路和被控制系统输出回路 在电路中起自动调理、平安维护、

12、转换电路等作用 从制造工艺上来分，有电磁继电器、热敏干簧继电器、固态继电器、磁簧继电器、光继电器等等 电磁式继电器电磁式继电器 支架支架 衔铁衔铁 弹簧弹簧 电磁线圈电磁线圈 触点触点 电气符号电气符号 常闭端常闭端NC 公共端公共端COM 常开端常开端NO 输入输入 输出输出 I I任务原理任务原理 当输入端当输入端1 1和和2 2之间经过足够大的直流电时，电磁线圈产生磁力可之间经过足够大的直流电时，电磁线圈产生磁力可 吸引衔铁，在公共触点吸引衔铁，在公共触点4 4分开触点分开触点3 3而与触点而与触点5 5短接在一同；短接在一同； 当撤销输入端电流时，电磁线圈失去磁性，在弹簧的作用下触点当

13、撤销输入端电流时，电磁线圈失去磁性，在弹簧的作用下触点4 4 弹回触点弹回触点3 3而与触点而与触点5 5断开。断开。 通常，控制输入线圈的是低电压通常，控制输入线圈的是低电压mAmA级的信号，而输出触点与输入之间级的信号，而输出触点与输入之间是绝缘的，并且触点可以接受高电压是绝缘的，并且触点可以接受高电压A A级的强电信号，输出功率与输入功率级的强电信号，输出功率与输入功率之比可达千倍以上。之比可达千倍以上。开关受控于开关受控于电感线圈电感线圈 小型继电器实物图小型继电器实物图 一些小型继电器的实物照片一些小型继电器的实物照片 被封装在透明壳内的继电器被封装在透明壳内的继电器 线圈线圈 底座

14、底座 触点触点 弹簧弹簧 继电器继电器 任务原理任务原理 继电器线圈需求流过较大电流继电器线圈需求流过较大电流(约约50mA)才干使继电器吸合，普通才干使继电器吸合，普通的集成电路不能提供这样大的电流，因此必需进展扩流，即驱动。的集成电路不能提供这样大的电流，因此必需进展扩流，即驱动。输入输入VibecS8050R1 R2 4.7K+Vcc用用NPN三极管驱动继电器电路图三极管驱动继电器电路图DIN4007ON+Vcc0VOFF 1.继电器吸合过程 2.续流二极管作用 3.R1、R2电阻取值续流二极管续流二极管继电器继电器输入输入Vi续流二极管续流二极管becS8050R1 R2 4.7K+V

15、cc用用NPN三极管驱动继电器电路图三极管驱动继电器电路图DIN4007继电器继电器 1.继电器吸合过程释释放放+Vcc0VOFF输入输入Vi续流二极管续流二极管becS8050R1 R2 4.7K+Vcc用用NPN三极管驱动继电器电路图三极管驱动继电器电路图DIN4007继电器继电器 1.继电器吸合过程ON+Vcc0VOFF吸吸合合输入输入VibecS8050R1 R2 4.7K+Vcc用用NPN三极管驱动继电器电路图三极管驱动继电器电路图DIN4007继电器继电器ON+Vcc0VOFFOFF 2.续流二极管作用关断时线圈关断时线圈将产生电动势将产生电动势三极管由饱和变为截止瞬间，继电器电感

16、三极管由饱和变为截止瞬间，继电器电感线圈中的电流忽然失去流统统路，从而在线圈中的电流忽然失去流统统路，从而在线圈两端产生较大的反向电动势，极性为线圈两端产生较大的反向电动势，极性为下正上负，可达下正上负，可达100伏以上，足以损坏三伏以上，足以损坏三极管极管为维护三极管，将开关关断时线为维护三极管，将开关关断时线圈所产生的反向电动势经过箭头圈所产生的反向电动势经过箭头所指方向放掉，并使集电极对地所指方向放掉，并使集电极对地电压最高不超越电压最高不超越(+Vcc)+0.7V确保当输入为确保当输入为+Vcc时三极管时三极管可靠饱和可靠饱和 3.R1、R2电阻取值Ib Ics 饱和条件：饱和条件：例

17、如：例如：假设假设Vcc=+5V,Ics=50mA,=100，且且R2=4.7k，计算，计算R1取值。取值。.5V-0.7VR10.7V4.7K-0.5mA那么：那么：R1 三极管的特性三极管的特性三极管的运用三极管的运用三极管的重要参数三极管的重要参数 简易时间继电器简易时间继电器RC充放电回路知识回想充放电回路知识回想 - - - - - - - - + + + + + + + + + + + +- - - - - - tVC0E放电曲线放电曲线恒流恒流E/RE/R充电曲线充电曲线实践充电曲线实践充电曲线VCECKR12RC充放电回路充放电回路 RC充放电波形充放电波形 K K打到打到1

18、1处，对电容器充电处，对电容器充电 K K打到打到2 2处，电容器经过处，电容器经过R R放电放电充电充电放电放电/ tEe) t (VcR/VcID；RC)e1 (E) t (VcR)VcE(Ic/ t，其中EE RC充放电回路串联的电阻充放电回路串联的电阻R越大，充电电流就越小，那么充电时间就越长；越大，充电电流就越小，那么充电时间就越长；EE 电容量电容量C越大，所需求的电荷量就越大即储能越多，充电时间就越长。越大，所需求的电荷量就越大即储能越多，充电时间就越长。 这就是可以用这就是可以用RCRC电路实现延时的电路实现延时的实际根据实际根据运用运用RC电路实现延时电路实现延时 - - -

19、 - - - - - + + + + + + + + + + + +- - - - - - tV0VCEKR12RC充放电回路充放电回路 RC延时原理表示图延时原理表示图 负载负载 假假设设 开关开关K初始形状是接通初始形状是接通2端点，电容端点，电容C中初始电荷量为中初始电荷量为0； 在输出级接入一个负载，这种负载的特点是存在一个反转电压，当在输出级接入一个负载，这种负载的特点是存在一个反转电压，当 输入电压低于或高于该反转电压值时，会被辨以为输入电压低于或高于该反转电压值时，会被辨以为0或或1，而输出不，而输出不 同的形状。同的形状。T 输入输入 VC 输出输出 动作阀值动作阀值 初始形状

20、初始形状开关由开关由2 2转向转向1 1当电容两端电压到达负载动当电容两端电压到达负载动作阀值电压时，负载辨以为作阀值电压时，负载辨以为1 1输入信号被延迟了输入信号被延迟了TT简易时间继电器原理简易时间继电器原理 U1U2tRC电路输出电路输出 电压电压U1 三极管输出三极管输出 电压电压U2 继电器形状继电器形状 RC电路电路 继电器驱动电路继电器驱动电路 电路上电电路上电 +Vcc 初始形状上电瞬间：电容中没有存储电荷，初始形状上电瞬间：电容中没有存储电荷，两端压差为零，三极管两端压差为零，三极管Q的输入端为高电平的输入端为高电平(+Vcc)，三极管导通。三极管导通。 随着电容中充入的电

21、荷量越来越多，两端的压随着电容中充入的电荷量越来越多，两端的压差也越来越大，三极管输入端电压也将越来越低，差也越来越大，三极管输入端电压也将越来越低，当三极管中电流缺乏以维持继电器吸合时，继电当三极管中电流缺乏以维持继电器吸合时，继电器释放。器释放。 初始形状上电瞬间初始形状上电瞬间- - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + +三极管中电流缺乏以三极管中电流缺乏以维持继电器吸合维持继电器吸合吸合吸合 释放释放 简易时间继电器原理简易时间继电器原理 U1U2tRC电路输出电路输出 电压电压U1 三极管输出三极管输出 电压电压U2 继电器形状继电器形状 按下按键按下按键 +Vcc 电容两端压差降为零，三极管电容两端压差降为零，三极管Q的输入端为高的输入端为高电平电平(+Vcc)，三极管导通，继电器吸合。，三极管导通，继电器吸合。- - - - - - - - - - - - - - + + + + + +