《电工与电子技术》课件-任务二 熟悉三极管

任务一熟悉三极管知识目标熟悉三极管的结构、图形及文字符号。掌握三极管的电流放大作用和电流分配关系。理解三极管的输入特性、输出特性和主要参数。利用万用表测试基本放大电路的静态工作点。利用示波器观察静态工作点对输出电压波形的影响。技能目标熟悉三极管在实际电路中的使用。应用目标正确连接或更换电路中的三极管。通过测量三极管各管脚的电位，判断三极管的类型及材料。1.三极管的典型应用

半导体三极管简称晶体管或三极管，具有放大作用，是组成放大电路的核心元件，应用非常广泛。（a）大功率三极管（b）塑料封装三极管（c）高频三极管（d）功率开关三极管常用于高电压、大电流场合，通常配合散热片使用，以提高其使用寿命。工作频率可达几百兆赫兹，具有高功率增益、低噪声等特性。在电路中主要起放大和开关作用，在电子电路中应用比较多。耐高温能力强，开关速度快，安全工作区宽，温度特性好。2.三极管的结构BECIBIEICBECIBIEICPNP型三极管N集电区P基区发射区NC集电极E发射极B基极集电结发射结P集电区N基区发射区PC集电极E发射极B基极集电结发射结NPN型三极管基区：最薄，掺杂浓度最低发射区：掺杂浓度最高发射结集电结BECNNP基极发射极集电极结构特点：集电区：面积最大3电流分配和放大原理（1）.三极管放大的外部条件BECNNPEBRB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

即：VC＜VB＜VE从电位的角度看：

NPN

发射结正偏VB>VE集电结反偏VC>VB

即:VC＞VB＞VE

ECRC判断三极管是否具有放大作用？例1：VCCC1C2RC2KΩ

此电路不具有放大作用。因为电路中的三极管为PNP型管，其基极电位为VCC，而集电极电位为VCC减去集电极电阻RC的压降后的值，小于VCC，因此，集电结正偏，不满足三极管导通的条件。

正常工作的放大电路中，可以通过测量三极管三个管脚的对地电位，判断各管脚的名称，确定管子的类型和材料。

（1）NPN型管各管脚的电位应为VC＞VB＞VE,PNP型管各管脚的电位应为VC＜VB＜VE，基极的电位总是处于中间，由此确定基极B；由于发射结正偏，基极与发射极之间的电位一定是PN结的导通电压，硅管一般是0.7V，锗管一般是0.3V，由此可确定发射极E，剩下的即为集电极。

（2）管子的类型可根据三管脚的电位大小关系确定，如果VC＞VB＞VE,为NPN型管，如果VC＜VB＜VE，则为PNP型管。

（3）管子的材料根据基极与发射极之间的电位差确定，如果电位差大概为0.7V，为硅管；如果电位差大概为0.3V，则为锗管。例2：在正常的放大电路中测得三极管三个电极的对地电位如图所示，试判断各电极的名称，并确定三极管的类型和材料。①6V②0V③5.7V①3V②9V③2.3V解：（1）6V＞5.7V＞0V，所以，③端为基极；由于6V－5.7V=0.3V,所以，①端为发射极；余下的②为集电极。由于VC＜VB＜VE,可以确定该管是PNP型三极管。由于发射结正向导通压降为0.3V，所以该管为锗管。晶体管的电流分配关系动画演示（1）发射区向基区扩散电子，电源VEE负极向发射区补充电子形成发射极电流IE。（2）电子在基区扩散与复合，电源VEE正极抽走价电子，向基区补充被复合的空穴，形成基极电流IB。（3）集电区收集电子，电源VCC正极抽走价电子，形成集电极电流IC。（2）.各电极电流关系及电流放大作用1）三电极电流关系IE=IB+IC

把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性称为晶体管的电流放大作用。

实质:用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的变化。BECNNPEBRBECRC3）

IC

IB(基极电流IB的小变化将引起集电极电流IC的大变化）2），

IC

IE

4

三极管的特性曲线

即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，是分析放大电路的依据。为什么要研究特性曲线：

1）直观地分析管子的工作状态

2）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的电路

重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线发射极是输入回路、输出回路的公共端

测量晶体管特性的实验线路共发射极电路输入回路输出回路ECICEBmA

AVUCEUBERBIBV++––––++1.

输入特性特点:非线性死区电压：硅管0.5V，锗管0.1V。正常工作时发射结电压：NPN型硅管:UBE0.6~0.7VPNP型锗管:

UBE0.2~0.3VIB(

A)UBE(V)204060800.40.8UCE1VO输入回路EB

AVUBERBIB+––+2.输出特性IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O输入回路ECICEBmA

AVUCEUBERBIBV++––––++截止区饱和区放大区IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O（1）截止区IB

0，

IC0

，UCE

UCC

。条件：发射结反向偏置集电结反向偏置截止区ECIC≈0EBUCEUBERBIB≈0++––––++RC输出特性曲线通常分三个工作区：IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O饱和区（2）饱和区UCE

UBE时，饱和状态。UCE

0,IC

UCC/RC。条件：发射结正向偏置

集电结正向偏置

ECICEBUCEUBERBIB++––––++RCUCE=UBEIB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O放大区(3)放大区

在放大区有IC=

IB

，也称为线性区，具有恒流特性。条件：发射结正向偏置

集电结反向偏置ECICEBUCEUBERBIB++––––++RC三极管三个工作区特点：放大区发射结正偏，集电结反偏有电流放大作用，IC=βIB输出曲线具有恒流特性BCIC=βIBE＋－＋－UCB>0UBE>0UCE>UBE＋－截止区发射结反偏，集电结反偏失去电流放大作用，IC≈0三极管C、E之间相当于开路BCIC≈0E＋－＋－UCB>0UBE＜0UCE≈EE＋－饱和区发射结正偏，集电结正偏失去电流放大作用，IC≠βIB三极管C、E之间相当于短路BCIC≈EC/RCE＋－＋－UCB＜0UBE>0UCE≈0＋－例3：测量三极管三个电极对地电位如图，试判断三极管的工作状态。6VBC0VE5.3V11.1VBC11.5VE11.8VB0VC9VE3V

饱和截止饱和3VBC9VE2.3V放大5

三极管的主要参数1.电流放大系数，

直流电流放大系数交流电流放大系数当晶体管接成发射极电路时，

表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。注意：

和

的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且ICE0较小的情况下，两者数值接近。常用晶体管的

值在20~200之间。2.集-基极反向截止电流ICBO

ICBO是由少数载流子的漂移运动所形成的电流，受温度的影响大。温度

ICBO

ICBO

A+–EC3.集-射极反向截止电流(穿透电流)ICEO

AICEOIB=0+–

ICEO受温度的影响大。温度

ICEO

，所以IC也相应增加。三极管的温度特性较差。4.

集电极最大允许电流ICM5.

集-射极反向击穿电压U(BR)CEO

集电极电流IC上升会导致三极管的

值的下降，当

值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICM。

当集—射极之间的电压UCE超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR)

CEO。6.

集电极最大允许耗散功耗PCMPCM取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过高会烧坏三极管。

PC

PCM=ICUCE

硅管允许结温约为150C，锗管约为70

90C。6

测试三极管（1）判别基极和管子的类型BCEBCE

选用万用表的R×100（或R×1K）挡，先用黑表笔接一个管脚（假设的基极），红表笔接另二个管脚，可测出两个电阻值，若两个阻值都很小，再将红、黑表笔对调再测，若这两次测得对应测得阻值较大，则假设的基极为PNP型管的基极。（a）NPN型三极管的等效电路BCEBCE（b）PNP型三极管的等效电路

用黑表笔接一个管脚（假设的基极），红表笔接另二个管脚，可测出两个电阻值，若两个阻值都很大，再将红、黑表笔对调再测，若这两次测得对应测得阻值较小，则假设的基极为NPN型管的基极。6

测试三极管（2）判别集电极和发射极

先假设一个集电极，用欧姆档测量，（对NPN型管，发射极接黑表笔，集电极接红表笔）。

测量时，用手捏住基极和假设的集电极，两极不能接触，若指针摆动幅度大，而把两极对调后指针摆动小，则说明假设是正确的，从而确定集电极和发射极。6

测试三极管（3）电流放大倍数的估算

选用带hFE

测试功能的万用表，将转换开关拨至ADJ挡，红、黑表笔短接，调节调零电位器使指针在hFE的最大值，然后再将转换开关拨至hFE

挡，断开两