《电子技术基础与技能》 课件 2-1 三极管放大电路

电子技术基础与技能2-1三极管放大电路【实践导入】2.1三极管教学活动1：三极管的结构和种类区分电子产品和电器产品家用电子产品家用电器产品

我们通常是看产品的功能体现，是否主要利用了电子线路的工作。如果是，则为电子产品；否则，即为电器产品。其实，即使是家用电器产品，其电路中也常见到电子元器件。三极管作为电子元器件中的一种重要类型，在电路中得到了广泛的应用。2.1三极管教学活动1：三极管的结构和种类2.1.1三极管的结构与种类一、三极管的结构与符号晶体三极管也称半导体三极管，俗称三极管，它是在一块本征半导体中按特定方式进行掺杂，构成三个杂质区、两个PN结（发射结、集电结），每个杂质区各引出一个电极引脚（发射极、基极、集电极），然后封装而成的。三极管分为NPN和PNP两个基本类型，各自的结构示意图和电路中的符号，如图2­-1-2（a）、（b）所示。三极管图形符号中的箭头，表示发射结加正向偏置时的电流方向。三极管的文字符号一般用VT表示。三极管的内部结构示意图与符号2.1三极管教学活动1：三极管的结构和种类2.1.1三极管的结构与种类二、三极管的种类与型号

按三极管制造的材料来分，有硅管和锗管两种；按三极管的内部结构来分，有NPN和PNP两种；按三极管的工作频率来分，有低频管和高频管两种；按三极管允许耗散的功率来分，有小功率管、中功率管和大功率管。与二极管的型号组成一样，我国国家标准的三极管型号由五部分所组成，详见附录B。2.1三极管教学活动1：三极管的结构和种类2.1.1三极管的结构与种类种类特点外形小功率

三极管通常情况下，集电极最大允许耗散功率PCM在1W以下中功率

三极管通常情况下，集电极最大允许耗散功率PCM在1～10W。主要用在驱动和激励电路，为大功率放大器提供驱动信号大功率

三极管集电极最大允许耗散功率PCM在10W以上贴片三

极管采用表面贴装技术SMT的三极管称为贴片三极管。贴片三极管有三个引脚的，也有四个引脚的常用三极管的封装外形及特点2.1三极管教学活动2：三极管的特性与参数2.1.2三极管的特性与参数一、三极管的特性三极管特性曲线是反映三极管各电极电压和电流之间相互关系的曲线，是用来描述晶体三极管工作的特性曲线，常用的特性曲线有输入特性曲线和输出特性曲线。图2­1-3所示电路中，三极管B、E极所在回路为输入回路，C、E极所在回路为输出回路，三极管的发射极是俩回路的公共端，这种电路的称为共发射极（简称，共射）电路。下面以NPN型三极管为例，讨论它在共射电路中的伏安特性。共射电路2.1三极管2.1.2三极管的特性与参数一、三极管的特性1．输入特性曲线输入特性是指UCE一定时，发射结外加电压UBE与基极电流IB之间的对应关系。图2­-1-4所示为三极管的共射输入特性曲线。当UCE一定时，输入特性曲线与二极管的正向伏安特性曲线具有相同的变化规律。若保持UBE不变，则随着UCE的增大，IB便减小，工作点由Q1移到Q2；当UCE≥1V时，IB基本不变。输入特性曲线教学活动2：三极管的特性与参数2.1三极管2.1.2三极管的特性与参数一、三极管的特性2．输出特性曲线输出特性是指IB一定时，UCE与IC之间的关系。图2­-1-5所示为三极管的共射输出特性曲线。由图可见，对应于不同的IB取值，均有一条变化规律相同的输出特性曲线。现以IB＝20μA的输出特性曲线为例，加以说明。输出特性曲线根据输出特性曲线，三极管的工作状态分为三个区域。（1）饱和区

在起始段OM，随着UCE的增大，IC显著上升，此时IC受UCE影响很大。（2）放大区（又称恒流区、线性区）

当UCE增大到一定值以后，进入MN段，曲线变得平坦，IC基本恒定。（3）截止区

IB≤0的区域（如图中阴影线所示），此时的发射结无正偏电压（通常外加的是反偏电压），IB≈0，IC≈0，三极管不导通。教学活动2：三极管的特性与参数2.1三极管2.1.2三极管的特性与参数一、三极管的特性工作状态饱和放大截止处在输出特性曲线的范围UCE较小，IC接近直线上升部分特性曲线簇平坦等距部分IB=0曲线以下的区域电路条件发射结正偏，集电结正偏发射结正偏，集电结反偏发射结反偏，集电结反偏特点IB失去对IC的控制作用，如同开关闭合IC受IB控制，具有电流放大作用IB=0、IC=0时，三极管无电流放大作用，如同开关断开表2-1-2三极管工作状态的特点注意：三极管工作于饱和区时，UCE很小。硅管的饱和管压降UCES约为0.3V；锗管的饱和管压降UCES约为0.1V。至于PNP型三极管，只需改变各极电流、电压的参考方向，其特性便与NPN型三极管一致。教学活动2：三极管的特性与参数2.1三极管2.1.2三极管的特性与参数二、三极管的主要参数三极管的参数是用来表示三极管性能优劣和适用范围的，它是选用三极管的重要依据。在使用三极管时，不允许超过极限参数。1．共射电流放大系数和β1）直流电流放大系数三极管对应于某一工作点下的集电极电流与基极电流的比值，称为它在该点下的直流电流放大系数，用

表示，即：2）交流电流放大系数β当三极管的工作点发生位移时，集电极电流的变化量△IC与基极电流的变化量△IB的比值,就称为它的交流电流放大系数，用β表示，即：通常教学活动2：三极管的特性与参数2.1.2三极管的特性与参数二、三极管的主要参数2．极间反向电流ICBO和ICEO1）集基反向饱和电流ICBOICBO是指三极管的发射极开路（IE＝0），集电结外加反向偏置电压时所形成的反向饱和电流。ICBO可用图2­1-6所示的电路进行测量。ICBO的大小标志着集电结的质量，它越小越好。小功率锗管的ICBO约为10μA，而硅管的ICBO通常小于1μA。ICBO测量2）集射反向饱和电流ICEOICEO是指三极管基极开路（IB＝0），在C、E间外加集电结的反偏电压时所形成的饱和电流，它又称为穿透电流。ICEO可用图2­1-7所示电路进行测量。ICEO测量ICEO＝（1＋β）ICBO。ICEO大的三极管热稳定性差。2.1三极管教学活动2：三极管的特性与参数2.1.2三极管的特性与参数2.1三极管3．极限参数ICM、U（BR）CEO和PCM1）集电极最大允许电流ICM对于三极管，当IC上升至一定值以后，β将显著下降。ICM是指三极管的β值下降不超过允许范围时的集电极最大电流。当IC＞ICM时，三极管的电流放大性能明显变差，甚至有可能烧毁三极管。2）集射反向击穿电压U（BR）CEOU（BR）CEO是指基极开路（IB＝0），造成集电结反向击穿时所加的C、E间电压。三极管使用时，要求UCE＜U（BR）CEO。3）集电极最大耗散功率PCMPCM是指在规定的使用环境下，三极管集电结上所允许的功率损耗最大值。三极管的集电极耗散功率（又称管耗）PC＝ICUCE，当PC＞PCM时，三极管会因过热而烧毁。综上所述，三极管安全工作要求：IC＜ICM；UCE＜U（BR）CEO；PC＜PCM。教学活动2：三极管的特性与参数2.1三极管教学活动2：三极管的特性与参数【实践应用】三极管之所以具有电流放大作用，是因为在制造过程中，对它采取了特殊的掺杂工艺（媒体链接2-1

）。了解载流子的导电机理，有助于理解三极管的外特性。扫描媒体链接2-1二维码【经典例题】图2-1-82.1三极管教学活动2：三极管的特性与参数2.1三极管教学活动3：识别与检测三极管【实训目标】（1）能根据封装外形确定引脚名称；（2）能借助资料识读三极管的型号；（3）会用万用表判别晶体三极管的管型、引脚、材料类型以及质量优劣；（4）实训过程中，积极探索，团结协作，规范操作，遵守“6S”管理制度。【实训设备与器材】学生分为若干组，每组提供指针式万用表一块，3DG6A、9018H、3AX31C型三极管各1个，型号未知（可用不透明胶带封住）的三极管1个。【实训内容与步骤】1．识别三极管通过识读三极管的型号，查阅相关资料，可了解三极管的管型、材料类型、应用场合及有关参数等。同时，根据三极管的封装外形，可判别其引脚分布情况（媒体链接2-2

）。扫描侧边栏二维码，学习“三极管的识别方法”

扫描媒体链接2-2二维码2.1三极管教学活动3：识别与检测三极管【实训内容与步骤】（1）根据封装外形，确定引脚名称。（2）借助资料，查找3DG6A、9018H、3AX31C型三极管的主要参数，并记录如下：3DG6A：________________________________________。9018H：________________________________________。3AX31C：________________________________________。（3）明确各三极管的管型与材料，填入表2­1-3。表2­1-3识别与检测已知型号的三极管型号B、E间阻值B、C间阻值C、E间阻值管型正向反向正向反向正向反向3DG6A

9018H

3AX31C

2.1三极管教学活动3：识别与检测三极管【实训内容与步骤】2．检测三极管借助模拟万用表（媒体链接2-3

）或数字万用表（媒体链接2-4

），可以判定三极管的管型和管脚。扫描媒体链接2-3二维码扫描媒体链接2-4二维码1）检测型号已知的三极管分别测量3DG6A、9018H、3AX31C的两极间正、反向电阻，并将测量结果填入表2­1-3。2）检测型号未知的三极管（1）用“假设基极法”判别基极与管型。（2）用“假设集电极法”判别集电极和发射极。揭开胶带，识读型号，查阅资料，验证所测是否正确。2.1三极管教学活动3：识别与检测三极管【实训注意事项】（1）在测试三极管的正、反向电阻（尤其是反向电阻）时，一定要避免人体电阻的接入，以免误差过大；（2）如果弯折引脚，一定要注意弯折点与引脚根部的距离不少于1.5mm，以免引脚根部断掉；（3）在测三极管两极间的电阻时，引脚要刮除氧化层，防止表笔与引脚接触不良，且刮脚时应距引脚根部有一定距离（一般为3mm左右）。考核项目评判标准配分得分职业素养按规定着装，仪容仪表得体5

遵守纪律，服从管理5

操作安全隐患5

积极参与，主动完成5

组内协作，有责任担当，乐意帮助他人5

爱护实训设备和器材，无损坏公物现象5

实训过程中，元器件、仪器仪表、电烙铁、镊子等摆放有序5

实训结束，及时清理工位5

任务完成根据封装外形，正确判别三极管管脚名称6

查阅资料，正确填写三极管