三极管的基础知识及工作原理
三极管的原理及用法
三极管的原理及用法基极(base,b),另两极分别称为发射极(emitter,e) 及集电极(collector,c)三极管主要用来控制电流的大小,以共发射极接法为例(信号从B基极输入,从C 集电极输出,E发射极接地),当基极电压UB有一个微小的变化时,基极电流IB也会随之有一小的变化,受基极电流IB的控制,集电极电流IC会有一个很大的变化,基极电流IB越大,集电极电流IC也越大,反之,基极电流越小,集电极电流也越小,即基极电流控制集电极电流的变化。
但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多,这就是三极管的电流放大作用。
刚才说了电流放大是晶体三极管的作用,其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。
这是三极管最基本的和最重要的特性。
我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数,用符号“β”表示。
电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值,但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。
根据三极管的作用我们分析它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号,当然这种转换仍然遵循能量守恒,它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。
三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。
当三极管的基极上加一个微小的电流时,在集电极上可以得到一个是注入电流β倍的电流,即集电极电流。
集电极电流随基极电流的变化而变化,并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化,这就是三极管的放大作用。
三极管的作用还有电子开关,配合其它元件还可以构成振荡器,此外三极管还有稳压的作用。
1.如果输入一个高电平,而输出需要一个低电平时,首选择npn。
2.如果输入一个低电平,而输出需要一个低电平时,首选择pnp。
3.如果输入一个低电平,而输出需要一个高电平时,首选择npn。
4.如果输入一个高电平,而输出需要一个高电平时,首选择pnp。
npn基极高电压,集电极与发射极短路.低电压,集电极与发射极开路.也就是不工作。
pnp基极高电压. 集电极与发射极开路,也就是不工作。
1.3三极管原理与解析
例:P.68 习题1.15
本章习题
P.64 三 P.66 1.2,1.3,1.4 , , P.66 1.8,1.9 , P.67 1.15 P.69 1.19
16
第一章 半导体基础
1.4 场效应管(FET) 场效应管( )
17
场效应管是利用电场来控制电流, 场效应管是利用电场来控制电流,实现能量转 三极管在工作时,多子& 换,三极管在工作时,多子&少子同时参与导 而场效应管只有多子参与导电,所以FET 电,而场效应管只有多子参与导电,所以 是单极型晶体管。 是单极型晶体管。 要提供控制电流的电场,只要电压, 要提供控制电流的电场,只要电压,不需要电 FET是电压控制器件 BJT是电流控制 是电压控制器件, 流,∴FET是电压控制器件,BJT是电流控制 器件。 器件。
N
2
.2 电流分配关系
一、条件
内部条件 e区高掺杂,c区次于e 区,b区参杂很低 b区很薄 外部条件 发射结正偏(导通) 集电结反偏
电位关系: 对NPN型:VC > VB > VE 对PNP型:VC < VB < VE
3
二、载流子运动
发射: 发射:发射极发射 大量的自由电子 扩散与复合: 扩散与复合:在b区, 区 大部分电子向c区扩 大部分电子向 区扩 散,小部分被复合 收集: 结反偏电压 收集:c结反偏电压 的作用下, 区收 的作用下,被c区收 集
20
.1 FET的分类 FET的分类·原理
耗尽型MOS管 管 耗尽型
耗尽型MOS管也有N沟道和P沟道,与增强型的主要 区别在于,利用了特殊工艺,使得MOS管不需要外 加电压就已经有沟道。 对于N沟道管,当uGS=0时,iD≠0。为了使已有的沟 道断开, uGS<0,且uGS<=UGS(off),UGS(off)称为夹断电压。 夹断电压。 夹断电压 对于P沟道管, UGS(off)夹断电压 夹断电压是一个大于零的数, 实际的电量参考方向与N沟道管成对偶关系。
三极管 自然
三极管自然
"三极管"通常指的是晶体管(transistor),是一种半导体器件,常见的有两种类型:NPN(负-正-负)和PNP(正-负-正)。
晶体管有三个区域,分别是发射极(Emitter)、基极(Base)和集电极(Collector)。
一、三极管的基本工作原理
1、NPN型晶体管:
发射极(Emitter)是N型材料,基极(Base)是P型材料,集电极(Collector)是N型材料。
当在基极加上正电压时,使得N型材料中的电子(负载流子)被注入到P型基区,形成电子空穴对。
由于基区很薄,电子空穴对穿过基区到达集电极,形成电流。
控制基极电压可以控制电流从发射极到集电极的流动,实现对电流的放大。
2、PNP型晶体管:
发射极(Emitter)是P型材料,基极(Base)是N型材料,集电极(Collector)是P型材料。
工作原理与NPN型相似,但电子空穴对是由发射极注入到基区,然后穿过基区到达集电极。
二、三极管的应用
1、放大器:
三极管可以用作电流放大器或电压放大器,通过控制基极电流,可以放大输入信号。
2、开关:
三极管可以用作开关,通过控制基极电流的变化来控制集电极和发射极之间的电流。
3、振荡器:
在特定电路配置下,三极管可以用来产生振荡信号,被广泛用于射频振荡器等应用。
4、数字逻辑电路:
在数字电路中,三极管可以用来实现逻辑门和存储单元。
结束语:
总的来说,三极管是现代电子设备中不可或缺的元件,其在电子领域中的应用广泛,对于电子技术的发展起到了重要的推动作用。
三极管工作原理及详解
e UC>UE≥UB
e
UC<UE≤UB
三极管状态判断小结
工作状态 发射结电压 集电结电压
放大 截止
正向 反向
反向 反向
饱和 倒置
NPN型 c b
正向 反向
PNP型 c b e UC≥UB<UE
正向 正向
判断饱和状态时的引脚
UBE正向导通: 硅管约0.7V, 锗管大约0.2V
饱和时三极管的管压被称作为
三极管状态判断小结
工作状态 发射结电压 集电结电压
放大 截止
正向 反向
反向 反向
判断截止状态时的引脚
饱和 倒置
NPN型 c b
正向 反向
PNP型 c b
正向 正向
对一般的NPN管电路: UC=+UCC,UE=0V,UB≤0V UCE=+UCC 对一般的PNP管电路: UC= -UCC,UE=0V,UB≥0V UCE= -UCC
I BS U CC 5 25μA βRC 100 2k
+Ucc
Rb c b e
Rc
因为IB>IBS,所以三极管处在饱和状态
• 例2. NPN型接法如下。UBE=0.7V,分析电路 中三极管处于何种工作状态
(c)Rb=30kΩ, Rc=2.5kΩ, β=35, Ucc=5V,Ui=0V或3V
倒置
三极管状态判断小结
1.以电压判断三极管工作状态
工作状态 发射结电压 集电结电压
放大 截止 饱和 倒置 NPN型 c
正向 反向 正向 反向
反向 反向 正向 正向 PNP型 c b e UC<UB<UE
判断放大状态时的引脚
UBE正向导通,压降: 硅管大约0.7V 锗管大约0.2V
三极管手册介绍
三极管手册介绍
三极管,也称为晶体三极管,是一种常用的电子器件,被广泛应用于电子电路中。
它由三个区域相互夹杂的半导体材料构成,通常被标记为E(发射极)、B(基极)和C(集电极)。
三极管是一种双极型晶体管,其主要特点是能够控制电流放大倍数。
通过控制基极电流,可以控制集电极电流的放大倍数。
因此,三极管广泛用于放大、开关、电子开关、振荡器等电路中。
三极管手册是一本关于三极管的详细介绍和应用指南。
该手册通常包括以下内容:
1. 三极管的基础知识:介绍三极管的结构、工作原理和基本参数。
包括器件标记和引脚配置,以及不同类型的三极管(如NPN型和PNP型)。
2. 三极管的电路应用:包括放大电路、开关电路、电源电路、振荡电路和稳压电路等。
每个电路应用都会介绍其原理、设计方法、常用电路图和计算公式。
3. 三极管的参数与曲线特性:包括直流参数(如最大集电流、最大功耗、最大电压等)和交流参数(如频率响应、增益、噪声系数等)。
手册中通常会给出参数的定义、测量方法和典型数值。
4. 三极管的选型与应用:介绍如何根据特定的应用需求选择合
适的三极管。
包括选择参数的考虑因素、常用的选型指南和技术手段。
5. 三极管的常见故障排除:介绍三极管常见的故障原因及排除方法。
包括电压过高、电流过大、温度过高等故障的检测和解决方法。
综上所述,三极管手册是一本提供关于三极管结构、工作原理、电路应用、参数与曲线特性、选型与应用和故障排除等方面知识的参考指南,旨在帮助工程师和电子爱好者更好地理解和应用三极管。
三极管的工作原理
三极管的工作原理
三极管是一种常用的电子器件,其工作原理是基于PN结的导电特性。
它由三个控制端分别为基极(B)、发射极(E)和集电极(C)构成。
当三极管的基极与发射极之间施加一个正向电压时,即基极的电势高于发射极,此时PN结会被正向偏置。
由于PN结的导电特性,电子会从N区域注入到P区域,并与P区域中的空穴重新组合。
在基极注入的电子数量足够多时,P区域会形成一个“电子云”,这就是基区。
基区的电荷状态会对P区和N
区的导电特性产生影响。
当外部施加的电压继续增大,足够大以让基极与发射极之间的电压达到饱和值时,三极管就进入了饱和区。
在饱和区,电流可以从集电极流向发射极,这时三极管的电流放大特性可以得到利用。
当外部电压减小时,三极管将退出饱和区。
另一种情况是,当基极与发射极之间施加一个反向电压时,即基极的电势低于发射极,此时PN结会被反向偏置。
在这种情况下,三极管处于截止区,几乎没有电流通过。
总之,通过控制三极管的基极电压,可以实现对集电极和发射极之间电流的控制和调节。
这使得三极管成为了很多电子电路中非常重要的元件之一。
三极管的工作原理及检测方法.
三极管的工作原理及检测方法三极管的工作原理三极管是电流放大器件,有三个极,分别叫做集电极C,基极B,发射极E。
分成NPN和PNP两种。
我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。
一、电流放大下面的分析仅对于NPN型硅三极管。
如上图所示,我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流 Ic。
这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。
三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百)。
如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib的变化被放大后,导致了Ic很大的变化。
如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。
我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。
二、偏置电路三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路。
这有几个原因。
首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取0.7 V)。
当基极与发射极之间的电压小于0.7V时,基极电流就可以认为是0。
但实际中要放大的信号往往远比 0.7V要小,如果不加偏置的话,这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时,基极电流都是0)。
如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流,上图中那个电阻R b就是用来提供这个电流的,所以它被叫做基极偏置电阻),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时,小信号就会导致基极电流的变化,而基极电流的变化,就会被放大并在集电极上输出。
三极管的工作原理,详细、通俗易懂、图文并茂
三极管的工作原理,详细、通俗易懂、图文并茂一、很多初学者都会认为三极管是两个PN 结的简单凑合(如图1)。
这种想法是错误的,两个二极管的组合不能形成一个三极管。
我们以NPN 型三极管为例(见图2 ),两个PN 结共用了一个P 区——基区,基区做得极薄,只有几微米到几十微米,正是靠着它把两个PN 结有机地结合成一个不可分割的整体,它们之间存在着相互联系和相互影响,使三极管完全不同于两个单独的PN 结的特性。
三极管在外加电压的作用下,形成基极电流、集电极电流和发射极电流,成为电流放大器件。
二、三极管的电流放大作用与其物理结构有关,三极管内部进行的物理过程是十分复杂的,初学者暂时不必去深入探讨。
从应用的角度来讲,可以把三极管看作是一个电流分配器。
一个三极管制成后,它的三个电流之间的比例关系就大体上确定了(见图 3 ),用式子来表示就是β 和α 称为三极管的电流分配系数,其中β 值大家比较熟悉,都管它叫电流放大系数。
三个电流中,有一个电流发生变化,另外两个电流也会随着按比例地变化。
例如,基极电流的变化量ΔI b =10 μA ,β =50 ,根据ΔI c =βΔI b 的关系式,集电极电流的变化量ΔI c =50×10 =500μA ,实现了电流放大。
三、三极管自身并不能把小电流变成大电流,它仅仅起着一种控制作用,控制着电路里的电源,按确定的比例向三极管提供I b 、I c 和I e 这三个电流。
为了容易理解,我们还是用水流比喻电流(见图 4 )。
这是粗、细两根水管,粗的管子内装有闸门,这个闸门是由细的管子中的水量控制着它的开启程度。
如果细管子中没有水流,粗管子中的闸门就会关闭。
注入细管子中的水量越大,闸门就开得越大,相应地流过粗管子的水就越多,这就体现出“以小控制大,以弱控制强”的道理。
由图可见,细管子的水与粗管子的水在下端汇合在一根管子中。
三极管的基极 b 、集电极 c 和发射极e 就对应着图4 中的细管、粗管和粗细交汇的管子。
三极管的原理
三极管的原理、应用、检测一、三极管半导体三极管也称为晶体三极管,可以说它是电子电路中最重要的器件。
三极管顾名思义具有三个电极。
二极管是由一个PN结构成的,而三极管由两个PN结构成,共用的一个电极成为三极管的基极(用字母b表示)。
其他的两个电极成为集电极(用字母c表示)和发射极(用字母e表示)。
由于不同的组合方式,形成了一种是NPN型的三极管,另一种是PNP型的三极管。
二、晶体三极管的类型晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。
它最主要的功能是电流放大和开关作用。
三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把正块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种。
三、三极管的材料三极管的材料有锗材料和硅材料。
它们之间最大的差异就是起始电压不一样。
锗管PN结的导通电压为0.2V左右,而硅管PN结的导通电压为0.6~0.7V。
在放大电路中如果用同类型的锗管代换同类型的硅管,或用同类型的硅管代换同类型的锗管一般是可以的,但都要在基极偏置电压上进行必要的调整,因为它们的起始电压不一样。
但在脉冲电路和开关电路中不同材料的三极管是否能互换必须具体分析,不能盲目代换。
四、三极管的封装形式和管脚识别常用三极管的封装形式有金属封装和塑料封装两大类,引脚的排列方式具有一定的规律。
对于小功率金属封装三极管,底视图位置放置,使三个引脚构成等腰三角形的顶点上,从左向右依次为e b c;对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己,三个引脚朝下放置,则从左到右依次为ebc。
目前,国内各种类型的晶体三极管有许多种,管脚的排列不尽相同,在使用中不确定管脚排列的三极管,必须进行测量确定各管脚正确的位置,或查找晶体管使用手册,明确三极管的特性及相应的技术参数和资料。
五、晶体三极管的电流放大作用晶体三极管具有电流放大作用,其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。
三极管的原理及作用及电路图
三极管原理我以NPN三极管为例为你说明三极管的原理:首先三极管是由两个P-N结够成,NPN三极管就是两头是N型,中间是P型。
N端为电子端,P端为空穴端在制造三极管时,要把发射区的N型半导体电子浓度做的很大,基区P型半导体做的很薄,当基极的电压大于发射极电压(硅管要大0.7V,锗管要大0.3V)而小于集电极电压时,这时发射区的电子进入基区,进行复合,形成IE;但由于发射区的电子浓度很大,基区又很薄,电子就会穿过反向偏置的集电结到集电区的N型半导体里,形成IC;基区的空穴被复合后,基极的电压又会进行补给,形成IB。
晶体三极管具有放大、开关、振荡、混频、频率变换等作用,通常晶体三极管可以处理的功率至几百W,频率至几百MHz左右。
这样的晶体三极管是在一个本征半导体中由三层n型半导体和p型半导体构成的。
本章学习晶体三极管所具有的NPN型和PNP型结构以有晶体三极管的命名方法,并且从称为基极、集电极、发射极的三个电极中流过的电流值来研究晶体三极管中电流的流动方法和作用。
然后,为了能够正确地作用晶体三极管,对晶体三极管的最大额定值、晶体三极管上施加的电压和电流的关系等进行分析。
2.1 晶体三极管是P型和N型半导体和有机组合2.1.1 晶体三极管的各种各样形状和名称晶体三极管有三只脚,有的金属壳相当于其中一只脚。
如图2.1所示,对应于不同的用途,有各种各样形状的三极管。
另外,晶体三极管的名称根据JIS C 7012,按图2.3所示那样决定。
从晶体三极管的名称,我们可以了解其大致的用途和结构。
2.1.2 晶体三极管的结构和电路符号晶体三极管按结构粗分有npn型和pnp型两种类型。
Npn型如图2.2(a)所示,两端是n型半导体,中间是p型半导体。
Pnp 型如同图(b)所示,两端是p型半导体,中间是n型半导体。
在图2.2(a)、(b)中,被夹在中间的p型以及n型半导体部分,宽度只有数微米程度,非常的薄,这一部分称为基区(base:B)。
三极管的工作原理
三极管,全称应为半导体三极管,也称晶体管、晶体三极管,是一种电流控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号,也用作无触点幵关。
晶体三极管,是半导体基本元器•件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。
三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种。
三极管是电流放大器件,有三个极,分别叫做集电极C,基极B,发射极E。
分成NPN和PNP两种。
我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。
下图是各种常用三极管的实物图和符号。
一、三极管的电流放大作用下面的分析仅对于NPN 型硅三极管。
如上图所示,我们把从基极 B 流至发射极E的电流叫做基极电流lb;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic 这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极 E 上就用了一个箭头来表示电流的方向。
三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变化量的B倍,即电流变化被放大了B倍,所以我们把B叫做三极管的放大倍数(B 一般远大于1,例如几十,几百)。
如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间,这就会引起基极电流Ib 的变化,Ib 的变化被放大后,导致了Ic 很大的变化。
如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式U=R*I可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。
我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了 二、三极管的偏置电路三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路。
这有几个原因。
首先是由于三极管 BE 结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电 压 大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取0.7V )。
三极管的结构及工作原理
UCC
唐东自动化教研室
电子技术基础
主编 吴利斌
例1: 用直流电压表测得放大电路中晶体管T1各电极的对地 电位分别为V1 = +10V,V2= 0V,V3= +0.7V,如图(a)所 示, T2管各电极电位V1 = +0V,V2= -0.3V,V3= -5V,如图 (b)所示,试判断T1和T2各是何类型、何材料的管子,x、 y、z各是何电极?
(a)
(b)
(c)
唐东自动化教研室
电子技术基础 主编 +10V
吴利斌
+10V
6 0. 7 5 . 3 IB 1K 1.06mA 1K 5 5 I C I B 30 1.06 31.8mA IC +2V 5K +6V 5K IB IC 10 -2V VCES 5K 临界饱和电流: I CS 10 0.3 9.7 mA IB IB 1 因为I C I CS , 所以饱和
B
唐东自动化教研室
电子技术基础
主编 吴利斌
唐东自动化教研室
电子技术基础
主编 吴利斌
1. 发射区向基区扩散电子的过程
由于发射结处正偏,发射区的多数载流子自由电子将不断扩散 到基区,并不断从电源补充进电子,形成发射极电流IE。
2. 电子在基区的扩散和复合只有很少一部分和基区的空穴相复合形成基极电流IB,剩 下的绝大部分电子则都扩散到了集电结边缘。
IB
UCE =0V UBE
RC + 令UCC
为0
+
RB UBB
IE=IB
UCC
0 UBE /V
唐东自动化教研室
电子技术基础
令UBB重 新从0开 始增加
《三极管基本知识》PPT课件
三极管是电子电路中的重要元件,广泛应用于放大、开关、振荡等电路中。随 着电子技术的发展,三极管的应用领域不断扩大,对电子工程师的要求也越来 越高。
课程内容和结构
课程内容
本课程将介绍三极管的基本原理、结构、特性、参数以及应用等方面的知识。
课程结构
本课程将按照“由浅入深、循序渐进”的原则,先介绍三极管的基本概念和原理,然后逐步深入讲解三极管的特 性和应用。具体内容包括:三极管的基本原理、结构和分类;三极管的放大原理和特性;三极管的参数和选型; 三极管的应用电路和实例等。
输入特性曲线
输入特性曲线表示三极管在放 大状态下,基极电流(Ib)与 基极-发射极电压(Vbe)之
间的关系。
输入特性曲线与二极管的伏 安特性曲线类似,呈指数关
系。
当Vbe较小时,Ib几乎为零, 当Vbe超过一定值后,Ib随 Vbe的增大而迅速增大。
输出特性曲线
输出特性曲线表示三极管在放大状态下,集电极电流 (Ic)与集电极-发射极电压(Vce)之间的关系。
工业控制领域
三极管在工业控制电路中也有 着广泛的应用,如电机控制、
温度控制等。
消费电子领域
音响、电视、冰箱等消费电子 产品中也需要使用三极管进行
信号放大或电路控制。
03
三极管结构与工作原理
三极管内部结构
掺杂浓度
发射区掺杂浓度最高,基区很薄且 掺杂浓度最低,集电区掺杂浓度较 高。
PN结
三极管内部包含两个PN结,分别 是发射结和集电结。
三极管主要参数
01
02
03
电流放大系数
表示三极管对电流的放大 能力,是判断三极管放大 性能的重要参数。
极间反向电流
包括集电极-基极反向饱和 电流和集电极-发射极反向 饱和电流,反映了三极管 的截止性能。
三极管选型参数
三极管选型参数1. 三极管基础知识1.1 三极管的定义和作用三极管是一种半导体器件,由晶体管的三个控制极(发射极、基极和集电极)组成。
它在电子电路中起到放大、开关和稳压等功能。
1.2 三极管的工作原理三极管通过控制基极电流来控制集电极电流的大小,从而实现信号放大或开关操作。
其工作原理主要包括放大作用、截止作用和饱和作用。
2. 三极管选型的重要参数2.1 最大集电极电流(ICmax)最大集电极电流是三极管能够承受的最大电流。
选型时要确保工作电流不超过该值,否则可能导致器件损坏。
2.2 最大集电极-基极电压(VCEmax)最大集电极-基极电压是三极管能够承受的最大电压。
选型时要确保工作电压不超过该值,否则可能导致器件损坏。
2.3 最大功耗(Pmax)最大功耗是三极管能够承受的最大功率。
选型时要根据应用场景的功耗需求来选择合适的三极管。
2.4 最大频率(fT)最大频率是三极管能够正常工作的最高频率。
选型时要根据应用场景的频率需求来选择合适的三极管。
2.5 放大因子(hFE)放大因子是三极管的放大能力指标,表示集电极电流与基极电流之间的比值。
选型时要根据应用场景的放大要求来选择合适的三极管。
2.6 噪声系数(NF)噪声系数是三极管的噪声性能指标,表示输入信号中噪声与输出信号中噪声之间的比值。
选型时要根据应用场景的噪声要求来选择合适的三极管。
2.7 温度系数(TC)温度系数是三极管参数随温度变化的程度。
选型时要考虑应用环境的温度变化范围,选择温度系数较小的三极管。
3. 三极管选型的步骤3.1 确定应用场景和需求首先需要明确三极管的应用场景和所需功能,如放大、开关、稳压等。
3.2 确定电路工作条件根据应用场景,确定电路工作条件,如工作电流、工作电压、频率等。
3.3 查找三极管手册根据确定的工作条件,查找三极管手册,筛选出符合要求的三极管型号。
3.4 比较和评估对筛选出的三极管型号进行比较和评估,包括参数对比、性能评估等。
三极管 原理
三极管原理三极管原理是现代电子技术中的基础原理之一。
它的作用是当成小信号放大器和开关使用。
要想深入理解三极管原理,需要以下几个步骤:1、三极管结构三极管是由三个掺杂不同材料的层叠薄膜组成,分别是N型、P型和N 型。
其中两层是P型掺杂的,中间一层是N型掺杂的,因此它的共有三个电极,分别是发射极(Emitter)、基极(Base)和集电极(Collector)。
发射极和基极之间是P型区域,集电极和基极之间是N型区域,同时发射极和集电极也是N型区域。
三极管通常呈现出小玻璃管的形状,其外形和尺寸因厂家和型号不同而有所差异。
2、三极管工作原理三极管的工作原理是基于PN结的导电特性。
在正常情况下,发射极与集电极之间呈现出一个反向偏置电压,使得基极与发射极之间变得导电。
此时,基极接入一个输入信号后,会在它与发射极之间生成一个小电流。
当这个电流超过一定的阈值时,将会产生一个另一种类型的电流,即增益电流。
因此,当通过基极输入一个小信号时,这个增益将会被放大,并通过集电极输出到电路中,实现信号放大。
3、三极管的工作模式三极管在电路中有两种工作模式,分别是放大模式和截止模式。
在放大模式下,电路中有一个小的输入信号,通过基极输送进去,发射极从而产生更大的信号来放大,最后输出到集电极。
在截止模式下,三极管中输入电流的大小非常小,因此无法激励发射极,从而输出信号的大小也很小。
4、应用范围三极管的应用范围非常广泛,可以用于电源电路、调制电路、放大电路、开关电路等。
其中最常见的就是它被用作小信号放大器,能够将一个较小的信号变成一个较大的信号。
同时三极管的开关功能也被广泛应用于各种电子设备和器件中。
总的来说,三极管的原理虽然简单,但是它在现实生活中的应用非常广泛。
通过深入理解它的工作原理和结构特点,我们能够更好地了解它在电路中的作用和应用,为我们研究和设计各种电子器件提供重要的支持。
光敏三极管的工作基本原理
光敏三极管的工作基本原理光敏三极管(Phototransistor)是一种感光器件,常用于光电探测和自动调节系统中。
它通过光的照射来改变电流或电压的特性。
光敏三极管由半导体材料制成,其工作基本原理可以分为以下几个方面:1. 光电转换原理:光敏三极管是基于内照射效应的光电转换器件。
当射入光照射到光敏三极管的p-n结(二极管结)上时,其中的载流子会被光激发,产生电子-空穴对。
这些电子-空穴对会被电场分离并形成电流。
2. 寄生效应:光敏三极管的工作还受到寄生效应的影响。
这主要包括晶体管的集电结和基极结之间的用于偏置的电流、晶体管的电容和内部寄生电阻等。
这些因素会影响光敏三极管的响应速度和输出电流。
3.电子与光电流的关系: 光敏三极管的输出可以是电流或电压。
在常用的NPN 结构光敏三极管中,光照会激发电子从基区注入发射极(集电极),增加发射极电流,从而使得电流变大。
光敏三极管的电流输出与光照强度之间存在线性关系。
4. 基区电压调制:根据光照强度不同,光敏三极管的基区电压也会发生变化。
基区电压的变化会引起其他参数如发射区的电流变化,从而改变整个光敏三极管的工作状态。
5. 比例关系:光照强度与光敏三极管输出之间存在一定的线性比例关系。
这使得光敏三极管能够被广泛应用于测量和控制系统中,如光电测量、光电自动调节、光电光学追踪等。
总结起来,光敏三极管的工作基本原理是通过光的照射激发载流子并形成电子-空穴对,进而改变光敏三极管的电流或电压特性。
其工作受到光照强度、寄生效应以及光敏三极管内部结构和参数的相互影响。
通过利用光敏三极管的电流输出与光照强度之间的线性关系,可以实现光电信号的测量和控制。
光敏三极管的工作原理为光电器件的应用提供了重要的技术基础。
三极管基础知识
三极管基础知识一、三极管的基本结构与原理1.1 三极管的构成三极管是由三个区域(P-N-P或者N-P-N型)的半导体材料制成,其中夹在中间的一块称为基区,两侧分别是发射区和集电区。
1.2 三极管的工作原理三极管根据基区控制电流的大小和方向来调节集电区电流的大小。
当基区的电流为零时,三极管处于截止状态;而当基区的电流为正时,三极管处于放大状态。
三极管的工作原理是基于本征型晶体管理论的基础上发展起来的。
二、三极管的分类与参数2.1 三极管的分类根据不同的工作方式和结构形式,三极管可以分为NPN型和PNP型两种。
NPN型三极管是以N型半导体为基础,P型半导体作为二极管,再以N型半导体作为封装;而PNP型三极管则相反。
2.2 三极管的参数三极管的常见参数包括最大集电极电流(IC)、最大发射极电流(IE)、最大反向电压(VCEO)等。
这些参数决定了三极管的工作范围和性能。
三、三极管的应用领域3.1 放大器电路三极管可以用作放大器电路的关键元件,通过控制输入信号的电流变化,实现对输出信号的放大。
3.2 开关电路三极管的开关特性使其在电路中经常被用作开关元件。
通过控制基极电流的通断,实现对电路的开关控制。
3.3 震荡电路三极管在震荡电路中可以产生正弦波、方波等信号,广泛应用于射频信号发生器、计算机时钟发生器等领域。
3.4 温度传感器三极管的温度特性可以用于温度测量和控制,如温度传感器。
四、三极管的基本特性与参数测量方法4.1 静态特性静态特性包括输入输出特性、直流放大特性等。
通过在不同的输入输出条件下测量电流、电压等参数,可以了解三极管的静态工作状态。
4.2 动态特性动态特性包括频率响应、输入阻抗、输出阻抗等。
通过在不同频率下测量电流和电压的关系,可以了解三极管的动态响应能力。
4.3 参数测量方法常见的参数测量方法包括基极电流测量、集电极电流测量、电压放大倍数测量等。
根据不同的测量需求,选择合适的测量方法来获取所需的三极管参数数据。
PNP三极管工作原理
PNP三极管工作原理一、介绍PNP三极管是一种常用的电子元件,它具有放大、开关和稳压等功能。
了解PNP三极管的工作原理对于电子技术的学习和应用非常重要。
本文将详细介绍PNP三极管的工作原理及其相关知识。
二、PNP三极管的结构PNP三极管由两个P型半导体材料夹着一个N型半导体材料构成。
其中,P型半导体材料称为基极,N型半导体材料称为发射极,另一个P型半导体材料称为集电极。
三极管的结构决定了它的工作原理。
三、PNP三极管的工作原理1. 基本原理PNP三极管的工作原理基于PN结的正向和反向偏置。
当PNP三极管处于正向偏置状态时,集电极与基极之间形成正向电压,发射极与基极之间形成反向电压。
这时,发射极与基极之间的PN结会被击穿,电流开始流动。
2. 放大作用PNP三极管的放大作用是其最重要的应用之一。
当输入信号施加到基极时,由于基极与发射极之间的PN结被击穿,电流开始流动。
这个电流的变化会被放大并传递到集电极,从而实现信号的放大。
3. 开关作用PNP三极管还可以用作开关。
当基极与发射极之间的电压低于某个阈值时,三极管处于关断状态,电流无法通过。
当基极与发射极之间的电压高于阈值时,三极管处于导通状态,电流可以流动。
4. 稳压作用PNP三极管还可以用作稳压器。
当输入电压发生变化时,三极管的电流也会相应变化,从而使输出电压保持稳定。
四、PNP三极管的特性曲线PNP三极管的特性曲线是描述其电流与电压之间关系的图形。
常见的特性曲线有输入特性曲线、输出特性曲线和直流特性曲线。
1. 输入特性曲线输入特性曲线描述了基极电流与基极-发射极电压之间的关系。
当发射极-基极电压为零时,基极电流较小;随着发射极-基极电压逐渐增大,基极电流也会增大。
2. 输出特性曲线输出特性曲线描述了集电极电流与集电极-发射极电压之间的关系。
当集电极-发射极电压为零时,集电极电流较小;随着集电极-发射极电压逐渐增大,集电极电流也会增大。
3. 直流特性曲线直流特性曲线描述了PNP三极管的直流工作点,即集电极电流与集电极-发射极电压之间的关系。
三极管工作原理及详解
三极管工作原理及详解三极管是一种电子元器件,也被称为晶体管,是现代电子技术中广泛应用的一种重要器件。
它是由半导体材料制成的,通常由一个n-型材料和两个p-型材料组成,形成了一个n-p-n结构。
三极管的基本结构由一个基极(B,用于控制电流流动)、一个发射极(E,用于输入电流)和一个集电极(C,用于输出电流)组成。
其工作原理可分为以下几个方面进行详解:1.PN结反偏扩散:当三极管的发射结(BE结)处于反偏状态时,即使输入电压很小,也会有导电电子和空穴被扩散进入发射结。
这会导致发射结区域的电荷强度减小,使其变得非常薄。
基极结(BC结)也被反偏,因此极少有电子和空穴从基极端扩散进入。
2.动态增益:由于发射结非常薄,即使很小的输入电流(基电流)也能穿过发射结流入发射区。
这些电流在发射结区域中的散射使得电流进一步扩大,从而形成了由基电流控制的大电流放大器。
3.输出由输入控制:三极管的工作特点是,当输入信号施加在基极上时,这将导致在发射结和基结之间发生器件动作,如三极管的增益。
因此,输入电流的小变化就会导致输出电流的相应变化。
4.级联放大:三极管的输出可以直接连接到下一个三极管的输入,以实现级联放大,从而进一步增大信号的幅度。
这是因为三极管具有很高的放大倍数,通常在100以上。
5.工作模式:三极管的工作可以分为三种模式:放大模式、截止模式和饱和模式。
放大模式是三极管最常见的工作模式,此时三极管的输入电压足够大以驱动输出电流。
截止模式是指输入电压不足以驱动输出电流,此时三极管处于关闭状态。
饱和模式是指输入电压非常高,以至于电流饱和,此时三极管处于完全开启状态。
6.用途广泛:三极管作为一种重要的电子元件,在电子电路中应用广泛。
它可以用作放大器、开关、振荡器等。
例如,在放大器电路中,通过适当地设置电路参数,可以使输入信号的微小变化引起输出电流的大幅度变化,从而实现信号放大功能。
在开关电路中,三极管可以通过控制输入电流的开关行为,打开或关闭电路。
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三极管的基础知识及工作原理半导体三极管也称为晶体三极管,可以说它是电子电路中最重要的器件。
它最主要的功能是电流放大和开关作用。
三极管顾名思义具有三个电极。
二极管是由一个PN结构成的,而三极管由两个PN结构成,共用的一个电极成为三极管的基极(用字母b表示)。
其他的两个电极成为集电极(用字母c表示)和发射极(用字母e表示)。
由于不同的组合方式,形成了一种是NPN型的三极管,另一种是PNP型的三极管。
三极管的种类很多,并且不同型号各有不同的用途。
三极管大都是塑料封装或金属封装,常见三极管的外观如图,大的很大,小的很小。
三极管的电路符号有两种:有一个箭头的电极是发射极,箭头朝外的是NPN型三极管,而箭头朝内的是PNP型。
实际上箭头所指的方向是电流的方向。
电子制作中常用的三极管有9 0××系列,包括低频小功率硅管9013(NPN)、9012(PNP),低噪声管9014(NPN),高频小功率管9018(NPN)等。
它们的型号一般都标在塑壳上,而样子都一样,都是TO-92标准封装。
在老式的电子产品中还能见到3DG6(低频小功率硅管)、3AX31 (低频小功率锗管)等,它们的型号也都印在金属的外壳上。
我国生产的晶体管有一套命名规则,电子爱好者最好还是了解一下:第一部分的3表示为三极管。
第二部分表示器件的材料和结构,A:PNP型锗材料B:NPN型锗材料C:PNP型硅材料D:NPN型硅材料第三部分表竟δ埽琔:光电管K:开关管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。
另外,3DJ型为场效应管,BT打头的表示半导体特殊元件。
三极管最基本的作用是放大作用,它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号,当然这种转换仍然遵循能量守恒,它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。
三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。
当三极管的基极上加一个微小的电流时,在集电极上可以得到一个是注入电流β倍的电流,即集电极电流。
集电极电流随基极电流的变化而变化,并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化,这就是三极管的放大作用。
三极管还可以作电子开关,配合其它元件还可以构成振荡器。
半导体三极管除了构成放大器和作开关元件使用外,还能够做成一些可独立使用的两端或三端器件1. 扩流。
把一只小功率可控硅和一只大功率三极管组合,就可得到一只大功率可控硅,其最大输出电流由大功率三极管的特性决定,见附图 1 。
图 2 为电容容量扩大电路。
利用三极管的电流放大作用,将电容容量扩大若干倍。
这种等效电容和一般电容器一样,可浮置工作,适用于在长延时电路中作定时电容。
用稳压二极管构成的稳压电路虽具有简单、元件少、制作经济方便的优点,但由于稳压二极管稳定电流一般只有数十毫安,因而决定了它只能用在负载电流不太大的场合。
图 3 可使原稳压二极管的稳定电流及动态电阻范围得到较大的扩展,稳定性能可得到较大的改善。
2. 代换。
图 4 中的两只三极管串联可直接代换调光台灯中的双向触发二极管;图 5 中的三极管可代用8V 左右的稳压管。
图 6 中的三极管可代用30V 左右的稳压管。
上述应用时,三极管的基极均不使用。
3.模拟。
用三极管够成的电路还可以模拟其它元器件。
大功率可变电阻价贵难觅,用图7 电路可作模拟品,调节510 电阻的阻值,即可调节三极管 C 、 E 两极之间的阻抗,此阻抗变化即可代替可变电阻使用。
图8 为用三极管模拟的稳压管。
其稳压原理是:当加到 A 、 B 两端的输入电压上升时,因三极管的 B 、 E 结压降基本不变,故R2 两端压降上升,经过R2 的电流上升,三极管发射结正偏增强,其导通性也增强,C 、 E 极间呈现的等效电阻减小,压降降低,从而使AB 端的输入电压下降。
调节R2 即可调节此模拟稳压管的稳压值,等效为三极管基础知识及检测方法一、晶体管基础1.gif双极结型三极管相当于两个背靠背的二极管 PN 结。
正向偏置的 EB 结有空穴从发射极注入基区,其中大部分空穴能够到达集电结的边界,并在反向偏置的 CB 结势垒电场的作用下到达集电区,形成集电极电流 IC 。
在共发射极晶体管电路中 , 发射结在基极电路中正向偏置 , 其电压降很小。
绝大部分的集电极和发射极之间的外加偏压都加在反向偏置的集电结上。
由于 VBE 很小,所以基极电流约为 IB= 5V/50 k Ω = 0.1mA 。
如果晶体管的共发射极电流放大系数β = IC / IB =100, 集电极电流IC= β*IB=10mA。
在500Ω的集电极负载电阻上有电压降VRC=10mA*500Ω=5V,而晶体管集电极和发射极之间的压降为VCE=5V,如果在基极偏置电路中叠加一个交变的小电流ib,在集电极电路中将出现一个相应的交变电流ic,有c/ib=β,实现了双极晶体管的电流放大作用。
2.gif金属氧化物半导体场效应三极管的基本工作原理是靠半导体表面的电场效应,在半导体中感生出导电沟道来进行工作的。
当栅 G 电压 VG 增大时, p 型半导体表面的多数载流子棗空穴逐渐减少、耗尽,而电子逐渐积累到反型。
当表面达到反型时,电子积累层将在 n+ 源区 S 和 n+ 漏区 D 之间形成导电沟道。
当VDS ≠ 0 时,源漏电极之间有较大的电流 IDS 流过。
使半导体表面达到强反型时所需加的栅源电压称为阈值电压 VT 。
当 VGS>VT 并取不同数值时,反型层的导电能力将改变,在相同的 VDS 下也将产生不同的 IDS , 实现栅源电压 VGS 对源漏电流 IDS 的控制。
3.gif二、晶体管的命名方法晶体管:最常用的有三极管和二极管两种。
三极管以符号BG(旧)或(T)表示,二极管以D表示。
按制作材料分,晶体管可分为锗管和硅管两种。
按极性分,三极管有PNP和NPN两种,而二极管有P型和N型之分。
多数国产管用xxx表示,其中每一位都有特定含义:如 3 A X 31,第一位3代表三极管,2代表二极管。
第二位代表材料和极性。
A代表PNP型锗材料;B代表NPN型锗材料;C为PNP型硅材料;D为NPN型硅材料。
第三位表示用途,其中X 代表低频小功率管;D代表低频大功率管;G代表高频小功率管;A代表高频大功率管。
最后面的数字是产品的序号,序号不同,各种指标略有差异。
注意,二极管同三极管第二位意义基本相同,而第三位则含义不同。
对于二极管来说,第三位的P代表检波管;W代表稳压管;Z代表整流管。
上面举的例子,具体来说就是PNP型锗材料低频小功率管。
对于进口的三极管来说,就各有不同,要在实际使用过程中注意积累资料。
常用的进口管有韩国的90xx、80xx系列,欧洲的2Sx系列,在该系列中,第三位含义同国产管的第三位基本相同。
三、常用中小功率三极管参数表型号材料与极性Pcm(W) I cm(mA) B Vcbo(V) ft(MHz)3DG6C SI-NPN 0.1 20 45 >100 3DG7C SI-NPN 0.5 100 >60 >100 3DG12C SI-NPN 0.7 300 40 >300 3DG111 SI-NPN 0.4 100 >20 >100 3DG112 SI-NPN 0.4 100 60 >100 3DG130C SI-NPN 0.8 300 60 150 3DG201C SI-NPN 0.15 25 45 150 C9011 SI-NPN 0.4 30 50 150 C9012 SI-PNP 0.625 -500 -40C9013 SI-NPN 0.625 500 40C9014 SI-NPN 0.45 100 50 150 C9015 SI-PNP 0.45 -100 -50 100 C9016 SI-NPN 0.4 25 30 620 C9018 SI-NPN 0.4 50 30 1.1GC8050 SI-NPN 1 1.5A 40 190C8580 SI-PNP 1 -1.5A -40 2002N5551 SI-NPN 0.625 600 1802N5401 SI-PNP 0.625 -600 160 1002N4124 SI-NPN 0.625 200 30 300四、用万用表测试三极管(1)判别基极和管子的类型选用欧姆档的R*100(或R*1K)档,先用红表笔接一个管脚,黑表笔接另一个管脚,可测出两个电阻值,然后再用红表笔接另一个管脚,重复上述步骤,又测得一组电阻值,这样测3次,其中有一组两个阻值都很小的,对应测得这组值的红表笔接的为基极,且管子是PNP型的;反之,若用黑表笔接一个管脚,重复上述做法,若测得两个阻值都小,对应黑表笔为基极,且管子是NPN型的。
(2)判别集电极因为三极管发射极和集电极正确连接时β大(表针摆动幅度大),反接时β就小得多。
因此,先假设一个集电极,用欧姆档连接,(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。
(2)电流放大系数β的估算选用欧姆档的R*100(或R*1K)档,对NPN型管,红表笔接发射极,黑表笔接集电极,测量时,只要比较用手捏住基极和集电极(两极不能接触),和把手放开两种情况小指针摆动的大小,摆动越大,β值越高。