5.3半导体三极管（内容）

新课内容（分钟）备注PAGE学年第学期第页晶体三极管是具有放大作用的半导体器件，由三极管组成的放大电路广泛应用于各种电子设备中，例如收音机、扩音机、测量仪器及自动控制装置等。本章介绍三极管应用的必备知识及由它构成的基本放大电路的工作原理和一般分析方法。5.3半导体三极管晶体三极管是一种利用输入电流控制输出电流的电流控制型器件，它由两个PN结构成，在电路中主要作为放大和开关元件使用。一、结构与分类1．外形近年来生产的小、中功率管多采用硅酮塑料封装；大功率三极管多采用金属封装，通常做成扁平形状并有螺钉安装孔，有的大功率管制成螺栓形状。（P.36图2-1半导体材料、管壳以及三个引脚）2.结构

三极管的核心是两个互相联系的PN结，按两个PN结的组合方式不同，可分为NPN型和PNP型两类。（P.37图2-2）PNP型三极管NPN型三极管三极管内部有发射区、基区和集电区，引出电极分别为发射极e、基极b、集电极c。发射区与基区之间的PN结称为发射结，集电区与基区之间的PN结称为集电结。3.分类三极管的种类很多，通常按以下方法进行分类：Ã按半导体制造材料可分为：硅管和锗管。硅管受温度影响较小、工作稳定，因此在自动控制设备中常用硅管。Ã按三极管内部基本结构可分为：NPN型和PNP型两类。目前我国制造的硅管多为NPN型(也有少量PNP型)，锗管多为PNP型。Ã按工作频率可分为：高频管和低频管。工作频率高于3MHz为高频管，工作频率在3MHz以下为低频管。Ã按功率可分为：小功率管和大功率管。耗散功率小于1W为小功率管，耗散功率大于1W为大功率管。Ã按用途可分为：普通放大三极管和开关三极管等。二、三极管的电流放大作用1．三极管放大条件要使三极管能够正常放大信号，发射结应加正向电压，集电结应加反向电压。NPN偏置电路PNP偏置电路电源VCC通过偏置电阻Rb为发射结提供正向偏置。RC为负载电阻，为管子的集电极提供电压。（提问：由于要使三极管正常放大信号，必然给发射结加正偏、集电结加反偏，那么从图上看发射结是加了正偏，集电结加了反偏吗？需要怎样的条件吗？）只有让Rc阻值小于Rb阻值，集电极电压高于基极电压，集电结才会反偏。2．三极管的电流放大作用（1）三极管电流分配关系：IE=IC+IB（服从基尔霍夫第一定律）由于基极电流IB很小因而IC≈IE。（2）三极管电流放大倍数：β=ΔIC/ΔIB当ΔIB有一微小变化，就能引起ΔIC较大的变化，这种现象称为三极管的电流放大作用。（3）在实际放大电路中，除了共发射极联接方式外，还有共集电极和共基极联接方式。三、三极管的特性曲线1．输入特性曲线输入特性曲线是反映三极管输入回路电压和电流关系的曲线，它是在输出电压VCE为定值时，iB与vBE对应关系的曲线。Ã当输入电压vBE较小时，基极电流iB很小，通常近似为零。Ã当vBE大于三极管的死区电压vth后，iC开始上升。Ã三极管正常导通时，硅管VBE约为0.7V，锗管约为0.3V，此时的VBE值称为三极管工作时的发射结正向压降。2．输出特性曲线

输出特性曲线是反映三极管输出回路电压与电流关系的曲线，是指基极电流IB为某一定值时，集电极电流IC与集电极电压VCE对应关系的曲线。

Ã截止区习惯把IB=0曲线以下的区域称为截止区，三极管处于截止状态，相当于三极管内部各极开路。在截止区，三极管发射结反偏或零偏，集电结反偏。Ã放大区它是三极管发射结正偏、集电结反偏时的工作区域。最主要特点是IC受IB控制，具有电流放大作用。Ã饱和区当VCE小于VBE时，三极管的发射结和集电结都处于正偏，此时IC已不再受IB控制。此时管子的集电极—发射极间呈现低电阻，相当于开关闭合。#P.40工程应用四、三极管器件手册的使用

三极管的类型非常多，从晶体管手册可以查找到三极管的型号，主要用途、主要参数和器件外形等，这些技术资料是正确使用三极管的依据。1．三极管型号国产三极管的型号由五部分组成。Ã第一部分是数字“3”，表示三极管。

Ã第二部分是用拼音字母表示管子的材料和极性。

A——PNP锗材料，B——NPN锗材料，

C——PNP硅材料，D——NPN硅材料。

Ã第三部分是用拼音字母表示管子的类型。X——低频小功率管，G——高频小功率管，D——低频大功率管，A——高频大功率管。Ã第四部分用数字表示器件的序号。

Ã第五部分用拼音字母表示规格号。2．三极管的主要参数（1）直流参数：反映三极管在直流状态下的特性。Ã直流电流放大系数hFE：用于表征管子IC与IB的分配比例。Ã集—基反向饱和电流ICBO：它是指三极管发射极开路时，流过集电结的反向漏电电流。ICBO大的三极管工作的稳定性较差。ICBO测量电路ICEO测量电路Ã集—射反向饱和电流ICEO：它是指三极管的基极开路，集电极与发射极之间加上一定电压时的集电极电流。ICEO是ICBO的(1+β)倍，所以它受温度影响不可忽视。（2）交流参数：是反映三极管交流特性的主要指标。

Ã交流电流放大倍数hfe：通常也写为ß，用于表征管子对交流信号的电流放大能力。

Ã共发射极特征频率fT：三极管的ß值下降到1时，所对应的信号频率称为共发射极特征频率，它是表征三极管高频特性的重要参数。（3）极限参数：三极管有使用极限值，如果超出范围则无法保证管子正常工作。

Ã集电极最大允许电流ICM：若三极管的工作电流超过