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文档简介
普通高中课程标准实验教科书通用技术选修1电子元器件三极管三极管三极管(Triode)又称半导体三极管、晶体三极管、晶体管,或双极型晶体管(BJT,BipolarJunctionTransistor)。三极管是通过一定的制作工艺,将两个PN结结合在一起的器件,两个PN结相互作用,使三极管成为一个具有控制电流作用的半导体器件。三极管不是两个PN结的简单拼凑,两个二极管是组成不了一个三极管。三极管可以用来放大微弱的信号和作为无触点开关。三极管的符号B(base,基极)C(collector,集电极)E(emitter,发射极)三极管有3个半导体,3个区,3个极,2个PN结VB>VC,集电结正偏VB<VC,集电结反偏VB>VE,发射结正偏VB<VE,发射结反偏三极管的符号B(base,基极)C(collector,集电极)E(emitter,发射极)三极管有3个半导体,3个区,3个极,2个PN结VB>VC,集电结正偏VB<VC,集电结反偏VB>VE,发射结正偏VB<VE,发射结反偏三极管的符号PNNNPPICmA
AVVUCEUBERBIBUSCUSB
实验线路CBERC三极管的工作状态UBB
RBUCCRC1、发射区的电子大量地扩散注入到基区,基区空穴的扩散可忽略。2、电子扩散的同时,在基区将与空穴相遇产生复合。由于基区空穴浓度低,且基区做得很薄,因此,复合的电子是极少数。3、绝大多数到基区的电子均能扩散到集电结处,并在集电结电场作用下到达集电区。ebcIEIBIC发射结正偏集电结反偏外电场方向NNP三极管的工作状态三极管的工作状态PNPNPN三极管的工作状态感性认识三极管的工作状态由小到大调节可变电阻,观察LED的亮度LED由暗逐渐变亮,到达某一亮度就不再变化三极管的工作状态三极管的工作状态R10%5%10%15%20%25%30%VB000639.41mV665.2mV676.4mV683.4mVVC5V5V5V3.9V2.4V1.3V500.9mVVE0000000IB00030uA70uA100uA130uAIC0003.6mA8.4mA12mA15.6mAIE0003.63mA8.47mA12.1mA15.73mA
R135%40%45%50%55%60%65%VB686mV686mV686mV686mV686mV686mV686mVVC252.8mV230mV218mV209mV201mV194mV188mVVE0000000IB154uA181uA209uA240uA275uA318uA371uAIC16mA16mA16mA16mA16mA16mA16mAIE16.154mA16.181mA16.209mA16.24mA16.275mA16.318mA16.371mA
R170%75%80%85%90%95%100%VB686mV686mV686mV686mV686mV686mV686mVVC181mV174mV167mV158mV147mV131mV95mVVE0000000IB440uA536uA677uA908uA1.3mA2.6mA38.8mAIC16mA16mA16mA16mA16mA16mA16mAIE16.44mA16.536mA16.677mA16.908mA17.3mA18.6mA54.8mA观察IB,IC和IE之间的关系三极管的工作状态R10%5%10%15%20%25%30%VB000639.41mV665.2mV676.4mV683.4mVVC5V5V5V3.9V2.4V1.3V500.9mVVE0000000IB00030uA70uA100uA130uAIC0003.6mA8.4mA12mA15.6mAIE0003.63mA8.47mA12.1mA15.73mA
R135%40%45%50%55%60%65%VB686mV686mV686mV686mV686mV686mV686mVVC252.8mV230mV218mV209mV201mV194mV188mVVE0000000IB154uA181uA209uA240uA275uA318uA371uAIC16mA16mA16mA16mA16mA16mA16mAIE16.154mA16.181mA16.209mA16.24mA16.275mA16.318mA16.371mA
R170%75%80%85%90%95%100%VB686mV686mV686mV686mV686mV686mV686mVVC181mV174mV167mV158mV147mV131mV95mVVE0000000IB440uA536uA677uA908uA1.3mA2.6mA38.8mAIC16mA16mA16mA16mA16mA16mA16mAIE16.44mA16.536mA16.677mA16.908mA17.3mA18.6mA54.8mA任何一列电流关系符合IE=IB+IC,IB<IC<IE,IC
IE。三极管的工作状态R10%5%10%15%20%25%30%VB000639.41mV665.2mV676.4mV683.4mVVC5V5V5V3.9V2.4V1.3V500.9mVVE0000000IB00030uA70uA100uA130uAIC0003.6mA8.4mA12mA15.6mAIE0003.63mA8.47mA12.1mA15.73mA
R135%40%45%50%55%60%65%VB686mV686mV686mV686mV686mV686mV686mVVC252.8mV230mV218mV209mV201mV194mV188mVVE0000000IB154uA181uA209uA240uA275uA318uA371uAIC16mA16mA16mA16mA16mA16mA16mAIE16.154mA16.181mA16.209mA16.24mA16.275mA16.318mA16.371mA
R170%75%80%85%90%95%100%VB686mV686mV686mV686mV686mV686mV686mVVC181mV174mV167mV158mV147mV131mV95mVVE0000000IB440uA536uA677uA908uA1.3mA2.6mA38.8mAIC16mA16mA16mA16mA16mA16mA16mAIE16.44mA16.536mA16.677mA16.908mA17.3mA18.6mA54.8mA观察IB和IC之间的关系观察发射结、集电结的偏置情况观察发射结正向电压UBE大小三极管的工作状态R10%5%10%15%20%25%30%VB000639.41mV665.2mV676.4mV683.4mVVC5V5V5V3.9V2.4V1.3V500.9mVVE0000000IB00030uA70uA100uA130uAIC0003.6mA8.4mA12mA15.6mAIE0003.63mA8.47mA12.1mA15.73mA
R135%40%45%50%55%60%65%VB686mV686mV686mV686mV686mV686mV686mVVC252.8mV230mV218mV209mV201mV194mV188mVVE0000000IB154uA181uA209uA240uA275uA318uA371uAIC16mA16mA16mA16mA16mA16mA16mAIE16.154mA16.181mA16.209mA16.24mA16.275mA16.318mA16.371mA
R170%75%80%85%90%95%100%VB686mV686mV686mV686mV686mV686mV686mVVC181mV174mV167mV158mV147mV131mV95mVVE0000000IB440uA536uA677uA908uA1.3mA2.6mA38.8mAIC16mA16mA16mA16mA16mA16mA16mAIE16.44mA16.536mA16.677mA16.908mA17.3mA18.6mA54.8mA当IB有微小变化时,
IC
较大,说明三极管具有电流放大作用,当三极管处于放大状态,通过控制较小的基极电流来控制更大的集电极电流。IC和IB在一定范围内保持一定的比例关系,即IC=βIB,β称为电流放大倍数,此时三极管处于放大状态。三极管的电流分配及放大关系式为:
IE=IB+IC
IC=βIB硅三极管
范围约为:20~200。锗三极管
范围约为:30~100BCEIBICIENPNIE=(1+β)IB三极管的工作状态(1)放大状态发射结正偏UB>UE,集电结反偏UB<UC,有电位关系:UC>UB>UE,UBE≈0.7V三极管的工作状态R10%5%10%15%20%25%30%VB000639.41mV665.2mV676.4mV683.4mVVC5V5V5V3.9V2.4V1.3V500.9mVVE0000000IB00030uA70uA100uA130uAIC0003.6mA8.4mA12mA15.6mAIE0003.63mA8.47mA12.1mA15.73mA
R135%40%45%50%55%60%65%VB686mV686mV686mV686mV686mV686mV686mVVC252.8mV230mV218mV209mV201mV194mV188mVVE0000000IB154uA181uA209uA240uA275uA318uA371uAIC16mA16mA16mA16mA16mA16mA16mAIE16.154mA16.181mA16.209mA16.24mA16.275mA16.318mA16.371mA
R170%75%80%85%90%95%100%VB686mV686mV686mV686mV686mV686mV686mVVC181mV174mV167mV158mV147mV131mV95mVVE0000000IB440uA536uA677uA908uA1.3mA2.6mA38.8mAIC16mA16mA16mA16mA16mA16mA16mAIE16.44mA16.536mA16.677mA16.908mA17.3mA18.6mA54.8mA观察IB、IC的大小观察发射结、集电结的偏置情况三极管的工作状态R10%5%10%15%20%25%30%VB000639.41mV665.2mV676.4mV683.4mVVC5V5V5V3.9V2.4V1.3V500.9mVVE0000000IB00030uA70uA100uA130uAIC0003.6mA8.4mA12mA15.6mAIE0003.63mA8.47mA12.1mA15.73mA
R135%40%45%50%55%60%65%VB686mV686mV686mV686mV686mV686mV686mVVC252.8mV230mV218mV209mV201mV194mV188mVVE0000000IB154uA181uA209uA240uA275uA318uA371uAIC16mA16mA16mA16mA16mA16mA16mAIE16.154mA16.181mA16.209mA16.24mA16.275mA16.318mA16.371mA
R170%75%80%85%90%95%100%VB686mV686mV686mV686mV686mV686mV686mVVC181mV174mV167mV158mV147mV131mV95mVVE0000000IB440uA536uA677uA908uA1.3mA2.6mA38.8mAIC16mA16mA16mA16mA16mA16mA16mAIE16.44mA16.536mA16.677mA16.908mA17.3mA18.6mA54.8mA(2)截止区IB=0,IC=0
,IE=0,三极管的集电极和发射极之间电阻很大,三极管相当于一个断开的开关。发射结反偏UB<UE三极管的工作状态三极管截止的等效电路三极管的工作状态R10%5%10%15%20%25%30%VB000639.41mV665.2mV676.4mV683.4mVVC5V5V5V3.9V2.4V1.3V500.9mVVE0000000IB00030uA70uA100uA130uAIC0003.6mA8.4mA12mA15.6mAIE0003.63mA8.47mA12.1mA15.73mA
R135%40%45%50%55%60%65%VB686mV686mV686mV686mV686mV686mV686mVVC252.8mV230mV218mV209mV201mV194mV188mVVE0000000IB154uA181uA209uA240uA275uA318uA371uAIC16mA16mA16mA16mA16mA16mA16mAIE16.154mA16.181mA16.209mA16.24mA16.275mA16.318mA16.371mA
R170%75%80%85%90%95%100%VB686mV686mV686mV686mV686mV686mV686mVVC181mV174mV167mV158mV147mV131mV95mVVE0000000IB440uA536uA677uA908uA1.3mA2.6mA38.8mAIC16mA16mA16mA16mA16mA16mA16mAIE16.44mA16.536mA16.677mA16.908mA17.3mA18.6mA54.8mA观察βIB和IC的大小关系观察发射结、集电结的偏置情况观察发射结正向电压UBE大小观察饱和压降UCE大小IC有没有变化?三极管的工作状态R10%5%10%15%20%25%30%VB000639.41mV665.2mV676.4mV683.4mVVC5V5V5V3.9V2.4V1.3V500.9mVVE0000000IB00030uA70uA100uA130uAIC0003.6mA8.4mA12mA15.6mAIE0003.63mA8.47mA12.1mA15.73mA
R135%40%45%50%55%60%65%VB686mV686mV686mV686mV686mV686mV686mVVC252.8mV230mV218mV209mV201mV194mV188mVVE0000000IB154uA181uA209uA240uA275uA318uA371uAIC16mA16mA16mA16mA16mA16mA16mAIE16.154mA16.181mA16.209mA16.24mA16.275mA16.318mA16.371mA
R170%75%80%85%90%95%100%VB686mV686mV686mV686mV686mV686mV686mVVC181mV174mV167mV158mV147mV131mV95mVVE0000000IB440uA536uA677uA908uA1.3mA2.6mA38.8mAIC16mA16mA16mA16mA16mA16mA16mAIE16.44mA16.536mA16.677mA16.908mA17.3mA18.6mA54.8mA(3)饱和区IC大小保持不变,不随IB变化而变化,此时三极管的集电极和发射极近似短接,三极管类似于闭合的开关。发射结正偏UB>UE,集电结正偏UB>UC,发射结正偏电压UBE≈0.7V,饱和压降UCE=0.3V
IB>IC;三极管的工作状态三极管饱和的等效电路三极管的工作状态三极管截止的等效电路三极管饱和的等效电路截止状态就是三极管的集电极和发射极之间电阻很大,就好像断开一样,几乎没有电流通过。饱和状态刚好相反,集电极和发射极之间就好像短路一样,IC不受IB的控制。两者是完全相反的关系,断开基极的电流或者减小到足够小时,三极管就进入截止状态,相反,向基极提供足够大的电流时,三极管就进入饱和状态。三极管的工作状态感性认识三极管的工作状态由小到大调节可变电阻,观察LED的亮度LED由暗逐渐变亮,到达某一亮度就不再变化三极管的三极管的工作状态
三极管作为开关使用时,通常工作在截止和饱和状态;作为放大元件使用时,一般要工作在放大状态。三极管导通状态包括放大和饱和。三极管状态截止导通放大饱和三极管的三极管的工作状态可以用水龙头与旋钮放水的关系来理解三极管的放大原理旋钮相当于三极管的基极,进水管相当于集电极,出水口相当于发射极。发射极E出水口基极B旋钮集电极C进水管三极管的三极管的工作状态当三极管处于截止状态,相当于旋钮关紧时,水未从水龙头出水口流出来。此时,EC之间电阻值无穷大,EC之间的电流处于截止状态,类似于开关的断开状态。三极管的三极管的工作状态当处于放大状态时,基极有电流,相当于旋钮已部分打开,假设旋转三分之一的角度,水龙头进水管有三分之一的水通过出水口流出来。流量与旋钮旋转的角度成正比。三极管的三极管的工作状态当三极管处于饱和状态时,相当于旋钮已完全打开,水龙头进水口的水全部通过出水口流出来,此时,EC之间的电阻值也下降为0,类似于开关的闭合状态。三极管工作状态的判断(1)PN结偏置判断法:状态PN结偏置截止放大饱和发射结集电结正偏反偏零偏或反偏X正偏零偏或正偏三极管的工作状态(2)电流判断法:状态电流截止放大饱和IBICIE000μAβIB(1+β)IB>0<βIB<(1+β)IB三极管的工作状态三极管的工作状态利用三极管的截止和饱和状态可构建数字电子电路利用三极管的放大状态可构建模拟电子电路NPN和PNP三极管的工作状态判别的区别三极管的工作状态状态类别截止放大饱和NPNPNP发射结和集电极均反偏发射结和集电极均正偏发射结正偏集电极反偏发射结和集电极均正偏发射结和集电极均反偏发射结正偏集电极反偏BCEIBICIEPNPUB>UE,UB<UCUB<UE,UB>UCUB<UE,UB<UCUB>UE,UB>UCUB>UE,UB>UCUB<UE,UB<UCBCEIBICIENPN0.7V4V00.7V0.3V004V0判断以下三极管的工作状态。放大饱和截止三极管的工作状态发射结反向偏置,集电结反向偏置,三极管工作在截止区,可调换EB极性。发射结反向偏置,三极管工作在截止区,可调换
EC极性,或将VT更换为PNP型。两PN结均正偏三极管工作在饱和区。
判断图示各电路中三极管的工作状态。0.7VVT0.3VRbRcECEBVTRbRcECVT三极管的工作状态三极管的工作状态在放大电路中测得4个的各管脚对“地”电位如图所示。试判断各三极管的类型(NPN型还是PNP型,硅管还是锗管),并确定E、B、C三个电极。三极管的工作状态(1)工作于放大状态的三极管,NPN型有VC>VB>VE,PNP型有VC<VB<VE,可见基极电位总是居中,据此可确定基极。(2)硅管Abs(UBE)≈0.7V,锗管Abs(UBE)≈0.3V,则与基极电位相差此值的电极为发射极,并可判断是硅管还是锗管。(3)余下一电极为集电极。(4)集电极电位为最高的是NPN型管,集电极电位为最低的是PNP型管。三极管的工作状态(a)NPN型硅管,①-发射极,②-基极,③-集电极(b)PNP型锗管,①-集电极,②-基极,③-发射极(c)PNP型硅管,①-集电极,②-基极,③-发射极(d)NPN型锗管,①-基极,②-集电极,③-发射极三极管的工作状态测得电路中三极管3个电极的电位如图所示,分析管子工作状态。三极管的工作状态(a)发射结、集电结均反偏,管子截止。(b)发射结正偏、集电结反偏,管子放大。(c)发射结、集电结均正偏,管子饱和。三极管的工作状态(d)发射结正偏、集电结反偏,管子放大。(e)发射结正偏、集电结反偏,管子放大。(f)发射结偏、集电结均正偏,管子饱和。(g)UBE=2.7V,远大于发射结正偏时的电压,故管子已损坏。三极管的工作状态三极管的击穿是指三极管的PN结不能产生压降限制电流的现象,分为软击穿和硬击穿。击穿时PN结的温度上升,如果还没有破坏PN结的结构,则造成击穿的条件去除后,PN结的功能能够得到恢复或部分恢复,就可认为软击穿。出现软击穿的三极管,性能也已经下降很多,一般也应该进行更换,但应急情况下还可暂时坚持工作,只是随时都可能变成硬击穿而完全不能工作。若温度上升太高,PN结的结构完全破坏,击穿的条件去除后,PN结的功能就不能得到恢复,这种击穿称为硬击穿。硬击穿的三极管不能正常工作,通常说烧坏了,需要更换。三极管击穿后其c-e两极是导通的,三极管短路常见的三极管外形有外引线型和贴片型如图所示。小功率三极管一般为塑料包封;大功率三极管一般为金属铁壳包封三极管的外形金属外壳作为集电极散热三极管实物的外型三极管的外形第一部分数字字母字母(汉拼)数字字母(汉拼)
电极数材料和极性器件类型序号规格号3—
三极管第二部分第三部分A—锗材料PNPB—锗材料NPNC—硅材料PNPD—硅材料NPNX—低频小功率管G—高频小功率管D—低频大功率管A—高频大功率管第四部分第五部分例:
3AX313DG12B3DD6PNP低频小功率锗三极管NPN高频小功率硅三极管NPN低频大功率硅三极管
3CG
3AD3DK
PNP高频小功率硅三极管PNP低频大功率锗三极管NPN硅开关三极管三极管的命名方式(中国)三极管的命名方式(美国)例:2N2907A2——晶体管N——ElA注册标志2907——ElA登记号A——规格号第一部分第二部分第三部分第四部分2(表示2个PN结)N(表示PN结)该器件在美国电子工业协会(EIA)的登记号用字母A、B、C、D……表示同一型号器件的不同档次三极管的管脚三极管的管脚排布未统一,如果没有说明,需要借助万用表进行检测。三极管的工作状态指针式万用表测试三极管管脚PNN电阻很小,约为几千欧NPN型三极管指针式万用表测试三极管管脚PNN电阻很小,约为几千欧NPN型三极管指针式万用表测试三极管管脚PNN电阻很大,约为几百千欧NPN型三极管指针式万用表测试三极管管脚PNN电阻很大,约为几百千欧NPN型三极管指针式万用表测试三极管管脚PNN电阻很大,约为几百千欧NPN型三极管指针式万用表测试三极管管脚PNN电阻很大,约为几百千欧NPN型三极管指针式万用表测试三极管管脚PNNNPN型三极管指针式万用表测试三极管管脚PN电阻很大,约为几百千欧PNP型三极管P指针式万用表测试三极管管脚PNPNP型三极管P电阻很大,约为几百千欧指针式万用表测试三极管管脚PNPNP型三极管P电阻很小,约为几千欧指针式万用表测试三极管管脚PNPNP型三极管P电阻很大,约为几百千欧指针式万用表测试三极管管脚PNPNP型三极管P电阻很小,约为几千欧指针式万用表测试三极管管脚PNPNP型三极管P电阻很大,约为几百千欧指针式万用表测试三极管管脚PNPNP型三极管P指针式万用表测试三极管管脚PNPNP型三极管PPNNNPN型三极管指针式万用表测试三极管管脚将万用电表欧姆档打到x10k挡,用黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec,虽然两次测量中万用表指针偏转角度都很小,但仔细观察,总会有一次偏转角度稍大,此时黑表笔所接的是发射极e,红表笔所接的是集电极c。确定NPN型三极管集电极和发射极指针式万用表测试三极管管脚将万用电表欧姆档打到x10k挡,用黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec,虽然两次测量中万用表指针偏转角度都很小,但仔细观察,总会有一次偏转角度稍大,此时黑表笔所接的是集电极c,红表笔所接的是发射极e。确定PNP型三极管集电极和发射极指针式万用表测试三极管的β值1.先转动开关至晶体管调节ADJ位置上,将红黑测试棒短接,进行欧姆调零,使指针对准300hFE刻度线上。指针式万用表测试三极管的β值2.然后转动开关到hFE位置,将要测的晶体管脚分别插入晶体管测试座的ebc管座内,指针偏转所示数值约为晶体管的直流放大倍数值。NPN型晶体管应插入N型管孔内,PNP型晶体管应插入P型管孔内。场效应三极管场效应三极管(FieldEffectTransistor,FET),又叫场效应晶体管、场效应管、单极性型晶体管,是与晶体三极管不同的另一种三极管,主要有两种类型:结型场效应管(junctionFET,JFET)和金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorFET,MOSFET)。FET依照其“通道”(工作载流子)的极性不同,可分为“N型”与“P型”的两种类型;根据导电方式的不同,又分增强型、耗尽型。
结型场效应管的结构示意图及其表示符号
(a)N沟道JFET;(b)P沟道JFETN沟道管:电子电导,导电沟道为N型半导体P沟道管:空穴导电,导电沟道为P型半导体场效应三极管JFETN沟道增强型MOS管N沟道耗尽型MOS管P沟道增强型MOS管P沟道耗尽型MOS管场效应三极管MOS管和普通三极管一样也有三个极:源极S、栅极G和漏极D。这三个极和普通三极管的各电极夫人对应关系是:源极相当于发射极,通常接地漏极相当于集电极,通常通过电阻接电源栅极相当于基极,用来控制漏极电流的大小场效应三极管普通晶体三极管是电流控制的器件,即基极必须注入电流方能使三极管导通,而场效应管属于电压控制器件,在其栅极与源极之间加适当的电压就能使场效应管导通场效应管和普通晶体三极管一样,也有三种工作状态双极型和场效应型三极管的比较双极型三极管
单极型场效应管载流子多子扩散少子漂移
少子漂移输入量电流输入电压输入控制电流控制电流源电压控制电流源输入电阻几十到几千欧几兆欧以上噪声较大较小静电影响不受静电影响易受静电影响制造工艺不宜大规模集成适宜大规模和超大规模集成场效应三极管谢谢!普通高中课程标准实验教科书通用技术选修1工作状态发射结电压集电结电压放大正向反向截止反向反向饱和正向正向倒置反向正向半导体半导体三极管有共有四种工作状态:场效应三极管增强型是指:当VGS=0时管子是呈截止状态,加上正确的VGS后,多数载流子被吸引到栅极,从而―增强了该区域的载流子,形成导电沟道。耗尽型是指,当VGS=0时即形成沟道,加上正确的VGS时,能使多数载流子流出沟道,因而耗尽了载流子,使管子转向截止。
1.N沟道增强型MOS管
(1)结构
4个电极:漏极D,源极S,栅极G和衬底B。符号:场效应三极管
当uGS>0V时→纵向电场→将靠近栅极下方的空穴向下排斥→耗尽层。(2)工作原理
当uGS=0V时,漏源之间相当两个背靠背的二极管,在d、s之间加上电压也不会形成电流,即管子截止。
再增加uGS→纵向电场↑→将P区少子电子聚集到P区表面→形成导电沟道,如果此时加有漏源电压,就可以形成漏极电流id。①栅源电压uGS的控制作用场效应三极管
定义:开启电压(UT)——刚刚产生沟道所需的栅源电压UGS。
N沟道增强型MOS管的基本特性:
uGS
<UT,管子截止,
uGS
>UT,管子导通。
uGS
越大,沟道越宽,在相同的漏源电压uDS作用下,漏极电流ID越大。场效应三极管特点:
当uGS=0时,就有沟道,加入uDS,就有iD。当uGS>0时,沟道增宽,iD进一步增加。
当uGS<0时,沟道变窄,iD减小。
2.N沟道耗尽型MOS管
定义:夹断电压(UP)——沟道刚刚消失,即iD=0所需的栅源电压uGS。场效应三极管基区:最薄,掺杂浓度最低发射区:掺杂浓度最高发射结集电结BECNNP基极发射极集电极内部结构集电区:面积最大三极管的主要特性是电流的放大。但并不是两个二极管接在一起就能实现放大的,它是在一定的内部结构和外部条件的控制下,通过载流子传输体现出来的三极管的放大特性BECNNPVBERBVCEIE进入P区的电子少部分与基区的空穴复合,形成电流IBE,多数扩散到集电结,形成电流ICE。RCIBE发射结正偏,发射区电子不断向基区扩散,形成发射极电流IE。ICE三极管的放大特性
三极管的特性曲线是指三极管的各电极电压与电流之间的关系曲线,它反映出三极管的特性。它可以用专用的图示仪进行显示,也可通过实验测量得到。以NPN型硅三极管为例,其常用的特性曲线有两种:输入特性曲线IB=f(UBE)和输出特性曲线IC=f(UCE)。三极管的特性曲线(1)输入特性曲线IB=f(UBE)
它是指一定集电极和发射极电压UCE下,三极管的基极电流IB与发射结电压UBE之间的关系曲线。实验测得三极管的输入特性曲线如下图所示。三极管的输入特性曲线(b)当uCE≥1V时,uCB=uCE
-uBE>0,集电结已进入反偏状态,开始收集电子,基区复合减少,同样的uBE下IB减小,特性曲线右移。(a)当uCE=0V时,相当于发射结的正向伏安特性曲线。uCE1ViB(
A)uBE(V)204060800.40.8工作压降:硅管UBE0.6~0.8V,锗管UBE0.2~0.3V。uCE=0VuCE=0.5V
死区电压:硅管0.5-0.7V,锗管0.1-0.3V。(2)输出特性曲线IC=f(UCE)
它是指一定基极电流IB下,三极管的集电极电流IC与集电结电压UCE之间的关系曲线。实验测得三极管的输出特性曲线如下图所示。三极管的输出特性曲线输出特性IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A当UCE大于一定的数值时,IC只与IB有关,IC=IB,且
IC=
IB
。此区域称为线性放大区。此区域中UCEUBE,集电结正偏,IB>IC,UCE0.3V称为饱和区。此区域中:IB=0,IC=ICEO,UBE<死区电压,,称为截止区。外部条件BECNNPEBRBECRC发射结正偏、集电结反偏PNP发射结正偏VB<VE集电结反偏VC<VB从电位的角度看:
NPN
发射结正偏VB>VE集电结反偏VC>VB
集电结反偏发射结正偏三极管的工作状态三极管的工作状态R10%5%10%15%20%25%30%VB000639.41mV665.2mV676.4mV683.4mVVC5V5V5V3.9V2.4V1.3V500.9mVVE0000000IB00030uA70uA100uA130uAIC0003.6mA8.4mA12mA15.6mAIE0003.63mA8.47mA12.1mA15.73mA
R135%40%45%50%55%60%65%VB686mV686mV686mV686mV686mV686mV686mVVC252.8mV230mV218mV209mV201mV194mV188mVVE0000000IB154uA181uA209uA240uA275uA318uA371uAIC16mA16mA16mA16mA16mA16mA16mAIE16.154mA16.181mA16.209mA16.24mA16.275mA16.318mA16.371mA
R170%75%80%85%90%95%100%VB686mV686mV686mV686mV686mV686mV686mVVC181mV174mV167mV158mV147mV131mV95mVVE
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