項(xiàng)目二半導(dǎo)體三極管

認(rèn)知及應(yīng)用電子組高湘鋒

常采用金屬、玻璃或塑料封裝。外形如圖。1、外形及封裝形式任務(wù)一、半導(dǎo)體三極管的認(rèn)知又稱(chēng)晶體三極管，簡(jiǎn)稱(chēng)晶體管。一、半導(dǎo)體三極管的基本知識(shí)2、結(jié)構(gòu)及符號(hào)三極：發(fā)射極E、基極B、集電極C。三區(qū)：發(fā)射區(qū)、基區(qū)、集電區(qū)。箭頭方向表示發(fā)射結(jié)正向電流的方向。兩結(jié)：發(fā)射結(jié)（Je)、集電結(jié)(Jc)。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：①發(fā)射區(qū)摻雜濃度較高，體積較小。②集電區(qū)摻雜濃度較低，體積較大。③基區(qū)很薄，摻雜濃度最低。IB/mA00.0010.020.030.040.05IC/mA0.010.0561.141.742.332.91IE/mA0.010.0571.161.772.372.96IE=IB+IC發(fā)射極電流等于基極電流和集電極電流之和。結(jié)論：電流分配規(guī)律：節(jié)點(diǎn)電流定律：流入管子的電流之和等于流出管子的電流之和。2、電流放大作用交流電流放大系數(shù)β=

從實(shí)驗(yàn)表數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)基極電流IB由0.03mA變到0.04mA時(shí)，集電極電流IC由1.74mA變到2.33mA。上面兩個(gè)變化量之比為：電流放大作用：

基極電流的微小變化控制了集電極電流的較大的變化。注意：

（1）三極管的電流放大作用，實(shí)質(zhì)上是用較小的基極電流信號(hào)去控制集電極的大電流信號(hào)，是“以小控大”的作用，而不是能量的放大。（2）三極管的放大作用，需要一定的外部條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。指在UCE一定時(shí)，放大電路輸入端基極電流IB和基—射極電壓UBE的關(guān)系曲線。如圖：1、輸入特性曲線三、三極管的特性曲線測(cè)試電路如圖

當(dāng)基極電流IB為某一定值時(shí)，輸出端集電極電流IC與集—射極電壓UCE間的關(guān)系曲線。2、輸出特性曲線測(cè)試電路如圖輸出特性曲線如圖：（1）截止區(qū)區(qū)域：IB=以下的區(qū)域。發(fā)射結(jié)、集電極結(jié)均處于零偏或反偏狀態(tài)。（3）放大區(qū)（2）飽和區(qū)發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正向偏置。管子失去放大作用，出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，存在飽和壓降UCES，硅管約0.3V，鍺管約為0.1V；此時(shí)相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的“閉合”。IB=0，IC≈0，只有很小的ICEO，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的“斷開(kāi)”，無(wú)電流放大作用。條件：特點(diǎn)：UCE<1V時(shí),IC隨UCE增大接近直線上升部分的左側(cè)。區(qū)域：條件：特點(diǎn)：區(qū)域：介于截止區(qū)和飽和區(qū)之間的區(qū)域。

發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。條件：①集—射極間反向擊穿電壓U（BR）CEO②集電極最大允許電流ICM③集電極最大允許耗散功率PCM決定安全工作范圍將萬(wàn)用表?yè)艿綒W姆擋R×100Ω或R×1KΩ擋，用黑表筆接假設(shè)基極，紅表筆分別接其他兩極，若兩次阻值均很小，則假設(shè)正確，與黑表筆所接為NPN型三極管的基極；若阻值一大一小，則假設(shè)錯(cuò)誤，應(yīng)把黑表筆所接電極調(diào)換一個(gè)，再按上述方法測(cè)試.確定基極后，假定其余兩電極中一個(gè)是集電極，用黑表筆接此電極，紅表筆接假定發(fā)射極，用手指把假設(shè)集電極和已測(cè)出的基極捏在一起（但不要相碰），記下此時(shí)阻值；做相反假設(shè)和同樣測(cè)試，比較兩次讀數(shù)大小，阻值小的一次正確，黑表筆所接為集電極，紅表筆所接為發(fā)射極。若PNP型調(diào)換紅、黑表筆即可。五、簡(jiǎn)易測(cè)試1、方框圖一、三極管的基本連接方式任務(wù)2共射基本放大電路的探究

放大電路簡(jiǎn)稱(chēng)放大器，是把微弱的電信號(hào)放大到負(fù)載所需的額定值，他是電子設(shè)備中最基本、最重要的單元電路。V：放大管，起電流放大作用。Rb：向基極提供偏置電流IB。同時(shí)也為發(fā)射結(jié)提供正向偏壓。+UCC：為電路提供能源，為各極提供工作電壓和電流。Rc：電源UCC經(jīng)RC為集電結(jié)提供反偏電壓，將三極管的電流放大作用轉(zhuǎn)化為電壓放大作用。二、共射基本放大電路1、電路組成C1、C2：起隔斷直流、傳遞交流的作用。（4）交流分量的有效值大寫(xiě)字母帶小寫(xiě)下標(biāo)表示：Ib、Ic、Ie、Ube、Uce放大器工作時(shí)，既有直流信號(hào)，又有交流信號(hào)，是交直流信號(hào)共存的電路，它們相互疊加。2、放大電路的電壓、電流信號(hào)符號(hào)規(guī)定（1）直流分量大寫(xiě)字母帶大寫(xiě)下標(biāo)表示：IB、IC、IE、UCE、UBE（2）交流分量小寫(xiě)字母帶小寫(xiě)下標(biāo)表示：ib、ic、ie、uce、ube（3）交直流疊加瞬時(shí)值小寫(xiě)字母帶大寫(xiě)下標(biāo)表示：iB、iC、iE、uCE、uBE靜態(tài)：指無(wú)交流信號(hào)輸入時(shí)的工作狀態(tài)，各極的電流、電壓均保持不變。靜態(tài)工作點(diǎn)（Q）：指放大電路在靜態(tài)時(shí)管子各極電壓和電流值在三極管特性曲線上所確定的點(diǎn)，一般用IBQ、ICQ

、UBEQ和UCEQ

表示。3、放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)動(dòng)態(tài)：指有交流信號(hào)輸入時(shí)的工作狀態(tài)，各極的電流、電壓均隨時(shí)間變化。非線性失真：截止失真和飽和失真稱(chēng)為非線性失真。影響：工作點(diǎn)狀態(tài)對(duì)輸出波形的影響無(wú)Q或Q點(diǎn)偏低產(chǎn)生截止失真Q偏高產(chǎn)生飽和失真Q合適不失真的放大波形如圖：

輸出電壓uo和輸入電壓ui頻率相同，相位相反，幅度增大，所以單管共發(fā)射放大電路又稱(chēng)反相（倒相）放大器。結(jié)論：（1）放大器的性能指標(biāo)

電流放大倍數(shù)Ai：電壓放大倍數(shù)Au：功率放大倍數(shù)Ap：4、放大電路的分析①放大倍數(shù)

分析方法：圖解法、估算法、微變等效電路法。②輸入電阻ri：③輸出電阻ro：越大越好越小越好

一個(gè)放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置是否合適，是放大器能否正常工作的重要條件。

UBEQ：硅管一般為0.7V，鍺管為0.3V。（2）靜態(tài)工作點(diǎn)的估算直流通路：指放大器中直流電流的流通路徑。畫(huà)法：把電容視為開(kāi)路，其余保持不變。如圖：估算公式：注意：一、分壓式偏置放大電路1、電路組成任務(wù)3分壓式偏置電路及其它電路的學(xué)習(xí)Ce：發(fā)射極旁路電容，作用為交流信號(hào)提供通路，減少信號(hào)損失，使放大器的交流信號(hào)放大能力不因而降低。Re：發(fā)射極電阻，作用是穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。Rb2：下偏置電阻

Rb1：上偏置電阻

2、靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定過(guò)程

溫度變化時(shí)，三極管的參數(shù)將發(fā)生變化，導(dǎo)致工作點(diǎn)偏移。ICEO、β的變化都導(dǎo)致ICQ變化。ICQ基本不變先計(jì)算UBQ，再算ICQ，后算IBQ，最后算UCEQ

。3、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算4、交流指標(biāo)的估算2、電路特點(diǎn)它廣泛應(yīng)用在電路的輸入級(jí)、多級(jí)放大器的輸出級(jí)或用于兩級(jí)共射放大電路之間的隔離級(jí)。（1）輸出電壓與輸入電壓同相且略小于輸入電壓uo、ui電壓瞬時(shí)極性相同，且大小近似相等，又稱(chēng)射極跟隨器。

（2）輸入電阻大（3）輸出電阻小AU≈1，無(wú)電壓放大能力；但有電流放大能力。3、靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算三、共基極放大電路Ai≈1，無(wú)電流放大能力；但有電壓放大能力。方框圖如圖：四、多級(jí)放大電路1、級(jí)間耦合的條件①失真要小②損耗要?、鄹骷?jí)放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)彼此獨(dú)立互不影響。2、耦合方式特點(diǎn)①阻容耦合:電路簡(jiǎn)單，但不能傳輸變化緩慢的直流信號(hào)，低頻特性差，不以集成。①多級(jí)放大器總電壓放大倍數(shù)等于各單級(jí)電壓放大倍數(shù)的乘積

。②變壓器耦合：易于實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，前后級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)彼此獨(dú)立，互不影響，但因?yàn)樽儔浩鞅恐?，體積大，耗電量大，頻率特性差，難于集成。③直接耦合：④光電耦合：能放大傳輸變化緩慢的直流信號(hào)，易于集成，但前后級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響，易產(chǎn)生零點(diǎn)漂移。既可傳輸交流信號(hào)又可傳輸直流信號(hào)；既可實(shí)現(xiàn)前后級(jí)的電隔離，又便于集成化。3、性能分析AU=AU1×AU2×…×

AUn注意：前級(jí)是后級(jí)的信號(hào)源，后級(jí)是前級(jí)的負(fù)載。②總增益是各級(jí)增益的代數(shù)和③ri和roGu(dB)=Gu1+Gu2+…+Gunri=r1ro=