汽车电工电子技术翟秀军项目四汽车执行器与控制任务一三极管及其控制电路课件

1、汽车电工电子技术-陈德根项目四 汽车执行器与控制项目描述： 在汽车电控系统中，各传感器采集的信号送入计算机进行处理，然后计算机输出相应的控制信号至大功率晶体管驱动执行器，如电磁阀、喷油嘴、点火线圈等。传感器采集的信号很小，要靠放大电路放大后再送入计算机进行处理。本项目重点学习执行器控制的原理和常用控制元件，为后续内容打下坚实的基础。项目任务三极管及其控制电路1音频信号放大电路3三极管及其放大电路2集成运算放大器及其应用4任务一 三极管及其控制电路学习目标：知识目标 1.了解三极管的结构及分类； 2.理解三极管的电流放大特性； 3.理解三极管的特性参数。 能力目标 1.掌握万用表检测三极管的方法

2、； 2.掌握三极管工作状态的分析方法； 3.了解三极管的命名和标示方法。 什么是三极管？其内部结构是怎样的？1三极管如何分类？其外形和封装是怎样的？2三极管的工作原理是怎样的？3任务二硅三极管和锗三极管的对比。4引导问题：三极管的特性曲线是怎样的？5三极管有哪些特性参数？6三极管是如何命名和标示的？7如何判别三极管管型和管脚？8拓展：晶体管开关电路的应用。9硅三极管和锗三极管的对比。引导问题4： 三极管的主要参数1.电流放大倍数2.极限参数集电极最大允许电流ICMUCE / VIC /mA0IB=043211.52.3反向击穿电压U(BR)CEOcebUCCU(BR ) CEO基极开路 指基极

3、开路时集电极与发射极间的反向击穿电压。使用中若超过此值,晶体管的集电结就会出现击穿。值的大小反映了晶体管的电流放大能力。ICICM时，晶体管不一定烧损，但值明显下降。集电极最大允许功耗PCM晶体管上的功耗超过PCM，管子将损坏。安 全 区硅三极管和锗三极管的对比。引导问题4： 3.极间电流集电极-发射极反向饱和电流ICEO（穿透电流）指基极开路时，集电极与发射极之间加一定反向电压时的集电极电流。该值越小越好。集电极-基极反向饱和电流ICBO,是少数载流子漂移运动的结果，其值越小越好。3.发射结死区电压 锗管为0.20.3V,硅管为0.60.8V硅三极管和锗三极管的对比。引导问题4： 例1: 用

4、直流电压表测得放大电路中晶体管T1各电极的对地电位分别为V1 = +10V，V2= 0V，V3= +0.7V，如图（a）所示, T2管各电极电位V1 = +0V，V2= -0.3V，V3= -5V，如图（b）所示，试判断T1和T2各是何类型、何材料的管子，x、y、z各是何电极？ 2 3 21T131T1 (a) (b)解： 工作在放大区的NPN型晶体管应满足VCVB VE ，PNP型晶体管应满足VCVBV3 V2,，所以1为集电极，2为发射极，3为基极，满足VCVB VE,的关系，管子为NPN型。（2）在图（b）中，1与2的电压为0.3V，可确定为锗管，又因V3V2 V1,，所以3为集电极，1

5、为发射极，2为基极，满足VCVB1V的特性曲线三极管的特性曲线是怎样的？引导问题5：(2) 输出特性曲线先把IB调到某一固定值保持不变。 当IB不变时，输出回路中的电流IC与管子输出端电压UCE之间的关系曲线称为输出特性。然后调节UCC使UCE从0增大，观察毫安表中IC的变化并记录下来。UCEUBBUCCRC+RBICIBUBEmAAIE 根据记录可给出IC随UCE变化的伏安特性曲线，此曲线就是晶体管的输出特性曲线。IBUCE / VIC /mA0三极管的特性曲线是怎样的？引导问题5：UBBUCCRC+RBICIBUBEmAAIE再调节IB1至另一稍小的固定值上保持不变。仍然调节UCC使UCE

6、从0增大，继续观察毫安表中IC的变化并记录下来。UCE 根据电压、电流的记录值可绘出另一条IC随UCE变化的伏安特性曲线，此曲线较前面的稍低些。UCE / VIC /mA0IBIB1IB2IB3IB=0 如此不断重复上述过程，我们即可得到不同基极电流IB对应相应IC、UCE数值的一组输出特性曲线。输出曲线开始部分很陡，说明IC随UCE的增加而急剧增大。当UCE增至一定数值时(一般小于1V)，输出特性曲线变得平坦，表明IC基本上不再随UCE而变化。三极管的特性曲线是怎样的？引导问题5： 当IB一定时，从发射区扩散到基区的电子数大致一定。当UCE超过1V以后，这些电子的绝大部分被拉入集电区而形成集

7、电极电流IC 。之后即使UCE继续增大，集电极电流IC也不会再有明显的增加，具有恒流特性。UCE / VIC /mA020 AIB=040 A60 AIB=100 A80 A43211.52.3 当IB增大时，相应IC也增大，输出特性曲线上移， 且IC增大的幅度比对应IB大得多。这一点正是晶体管的电流放大作用。从输出特性曲线可求出三极管的电流放大系数。IB=40 A取任意再两条特性曲线上的平坦段，读出其基极电流之差；再读出这两条曲线对应的集电极电流之差IC=1.3mA；IC于是我们可得到三极管的电流放大倍数： =IC/IB=1.30.04=32.5三极管的特性曲线是怎样的？引导问题5：UCE

8、/ VIC /mA020 AIB=040 A60 AIB=100 A80 A43211.52.3输出特性曲线上一般可分为三个区：饱和区。当发射结和集电结均为正向偏置时，三极管处于饱和状态。此时集电极电流IC与基极电流IB之间不再成比例关系，IB的变化对IC的影响很小。截止区。当基极电流IB等于0时，晶体管处于截止状态。实际上当发射结电压处在正向死区范围时，晶体管就已经截止，为让其可靠截止，常使UBE小于和等于零。放 大 区 晶体管工作在放大状态时，发射结正偏，集电结反偏。在放大区，集电极电流与基极电流之间成倍的数量关系，即晶体管在放大区时具有电流放大作用。此时UCE小于UBE,规定： UCE=

9、UBE时，为临近饱和状态，用UCES（0.3或0.1）表示，此时集电极临近饱和电流是 管子深度饱和时，硅管的VCE约为0.3V，锗管约为0.1V,由于深度饱和时VCE约等于0，晶体管在电路中犹如一个闭合的开关。三极管的特性曲线是怎样的？引导问题5：UBBUCCRC+RBICIBUBEmAAIE 显然，双极型三极管具有电流放大能力。式中的值称为三极管的电流放大倍数。不同型号、不同类型和用途的三极管，值的差异较大，大多数三极管的值通常在几十至几百的范围。 由此可得：微小的基极电流IB可以控制较大的集电极电流IC，故双极型三极管属于电流控制器件。 三极管有哪些特性参数？引导问题6： 极限参数集电极最

10、大允许电流ICMUCE / VIC /mA0IB=043211.52.3反向击穿电压U(BR)CEOcebUCCU(BR ) CEO基极开路 指基极开路时集电极与发射极间的反向击穿电压。使用中若超过此值,晶体管的集电结就会出现击穿。ICICM时，晶体管不一定烧损，但值明显下降。集电极最大允许功耗PCM晶体管上的功耗超过PCM，管子将损坏。安 全 区三极管有哪些特性参数？引导问题6： 2.极间电流集电极-发射极反向饱和电流ICEO（穿透电流）指基极开路时，集电极与发射极之间加一定反向电压时的集电极电流。该值越小越好。集电极-基极反向饱和电流ICBO,是少数载流子漂移运动的结果，其值越小越好。三极

11、管是如何命名和标示的？引导问题7：例如：3DG18表示NPN型硅材料高频三极管第一部分：用数字表示半导体器件有效电极数目。2-二极管、3-三极管 第二部分：用汉语拼音字母表示半导体器件的材料和极性。第三部分：用汉语拼音字母表示半导体器件的内型。第四部分：用数字表示序号三极管是如何命名和标示的？引导问题7：半导体器件型号由五部分组成。五个部分意义如下： 第一部分：用数字表示半导体器件有效电极数目。2-二极管、3-三极管 第二部分：用汉语拼音字母表示半导体器件的材料和极性。表示二极管时：A-N型锗材料、B-P型锗材料、C-N型硅材料、D-P型硅材料。表示三极管时：A-PNP型锗材料、B-NPN型锗

12、材料、C-PNP型硅材料、D-NPN型硅材料。第三部分：用汉语拼音字母表示半导体器件的内型。P-普通管、V-微波管、W-稳压管、C-参量管、Z-整流管、L-整流堆、S-隧道管、N-阻尼管、 U-光电器件、K-开关管、X-低频小功率管(F3MHz,Pc3MHz,Pc1W)、D -低频大功率管（f1W)、A-高频大功率管（f3MHz,Pc1W)、T-半导体晶闸管（可控整流器）、Y-体效应器件、B-雪崩管、J-阶跃恢复管、CS-场效应管、BT-半导体特殊器件、FH-复合管、PIN-PIN型管、JG-激光器件。 第四部分：用数字表示序号 第五部分：用汉语拼音字母表示规格号 如何判别三极管管型和管脚？引

13、导问题8： 用万用表测试三极管好坏及极性的方法 用指针式万用表检测三极管的基极和管型：指针不动，说明管子反偏截止，因此为NPN型。 先将万用表置于Rlk欧姆档，将红表棒接假定的基极B，黑表棒分别与另两个极相接触，观测到指针不动(或近满偏)时，则假定的基极是正确的;且晶体管类型为NPN型（或PNP型）。如果把红黑两表棒对调后，指针仍不动(或仍偏转)，则说明管子已经老化(或已被击穿)损坏。想一想，这种检测方法依据的是什么？指针偏转，说明管子正向导通，因此为PNP型。PN结的单向导电性如何判别三极管管型和管脚？引导问题8： 若被测管为NPN三极管，让黑表棒接假定的集电极C ，红表棒接假定的发射极E 。两手分别捏住B、C两极充当基极电阻RB(两手