三极管的基本用法
三极管的基本工作原理与应用
三极管的基本工作原理与应用三极管是一种非常重要的电子元件,它在现代电子技术中扮演着重
要的角色。它的基本工作原理是通过控制电流,实现信号放大和开关
操作。本文将从基本结构、工作原理以及应用领域等方面对三极管进
行介绍。
1. 基本结构
三极管的基本结构由三个区域组成,分别是发射区、基区和集电区。其中,基区是控制电流的区域,发射区是输入信号的区域,而集电区
是输出信号的区域。这三个区域由两个PN接面隔开,形成了NPN或PNP的结构。
2. 工作原理
在三极管中,发射区的电流控制着整个器件的工作。当输入电流加
入到发射区时,发射极的电子被注入到基区,由于基区是很薄的,这
些电子能够以小电流的形式通过到达集电区。而这个小电流则可以控
制集电区的大电流输出。简而言之,就是通过控制发射区的电流,达
到对集电区电流的放大作用。
3. 理想的三极管特性
三极管的理想特性是:输入电流和输出电流之间具有高放大倍数;
输入电流很小,输出电流很大;输入电流和输出电流之间具有很高的
输入输出电阻;发射极到集电极之间具有很大的输入输出电压差。然
而,在实际情况下,由于温度、电压等因素的影响,三极管无法完美
实现这些理想特性。
4. 应用领域
由于三极管的放大作用和开关特性,它在电子行业有着广泛的应用。首先,作为放大器,三极管可用于音频放大、射频放大等领域。其次,三极管还常用于振荡器、调制器、解调器等电子电路中。此外,三极
管还被广泛应用于数字电路和逻辑门电路中,例如计算机和通信系统。
总结起来,三极管是一种非常重要的电子元件,它通过控制电流,
实现信号放大和开关操作。它的基本工作原理是通过发射区的电流控
三极管的工作原理与应用
三极管的工作原理与应用
一、工作原理
三极管是一种半导体器件,由三个不同掺杂的材料层组成,分别是发射极(Emitter)、基极(Base)和集电极(Collector)。它的工作原理基于PN结的特
性和电流放大效应。
1. PN结特性:三极管中的PN结是由P型和N型半导体材料的结合形成的。
当PN结正向偏置时,即正极连接到P区,负极连接到N区,电子从N区向P区
流动,同时空穴从P区向N区流动。这时,PN结处形成一个导电通道,电流可以
通过。
2. 电流放大效应:三极管的基极和发射极之间的PN结是一个较弱的结,需要
很小的电流即可控制大电流的通过。当在基极-发射极之间施加一个小电流(称为
基极电流),由于PN结的特性,会引起集电极-发射极之间的大电流(称为集电
极电流)的变化。这种电流放大效应使得三极管可以作为电流放大器使用。
二、应用领域
三极管作为一种重要的电子器件,在各个领域都有广泛的应用。
1. 放大器:三极管可以将微弱的信号放大到更大的电压、电流或功率,用于音
频放大器、射频放大器等。
2. 开关:三极管可以作为开关来控制电路的通断。当基极电流为零时,三极管
处于截止状态,电路断开;当基极电流大于零时,三极管处于饱和状态,电路闭合。这种开关特性使得三极管广泛应用于数字电路和逻辑门电路中。
3. 振荡器:利用三极管的放大特性和反馈电路,可以构成振荡器电路,用于产
生稳定的振荡信号,如射频振荡器、音频振荡器等。
4. 整流器:三极管可以作为整流器,将交流信号转换为直流信号,用于电源、充电器等电路中。
5. 温度传感器:三极管的工作电流与温度有关,可以利用其温度特性设计温度传感器,用于测量环境温度。
三极管在电路中的使用
三极管在电路中的使用
三极管是一种具有三个区域的半导体器件,分别是发射区、基区和集
电区。由于这种特殊的结构,三极管具有放大、开关等多种功能,因此在
电路中得到广泛应用。
首先,三极管可以用作电压放大器。当输入信号加在基极时,由于基
极与发射极之间的pn结的正向偏置,使基区变窄,达到一个非常阳极区,正向偏置压力是在电容三极管可行的条件下容易形成。为此,在输出电流上,发射环不但阻止了最早的电流,而且可以得到更大的一部分被阳極涌
现的输入电流的放大。可以通过调整基极注入电流和电路上的电阻,实现
对输出信号幅度的放大。
其次,三极管可以用作开关。三极管的放大工作原理是利用电场控制
区域的电流。当三极管的输入电流非常小时,三极管处于截至状态,即集
电极和发射极之间的通道被关闭,没有电流流过。而当输入电流较大时,
三极管处于饱和状态,即放大电流通过三极管。利用这个特性,可以将三
极管作为开关来使用,控制电路的开关状态。
在实际应用中,三极管常见的使用场景有以下几个:
1.放大器:三极管可以将微弱的信号放大到可测或可见范围。例如,
放大器可用于音频放大器,以提高音频信号的音量。
2.交流耦合:三极管可用于两个电路之间的耦合,以实现信号的传递。例如,可以利用三极管将音频信号从音频输出设备传输到扬声器。
3.开关:三极管可以将高电平输入信号转换为低电平输出信号,或反之。例如,可以利用三极管实现门铃的控制,当按下门铃按钮时,三极管
接通电路,使门铃响起。
4.振荡器:三极管可以用作振荡器的关键部件,将直流能量转换为高频振荡信号。例如,三极管可以在射频发射器中产生高频信号。
三极管的原理及应用
三极管的原理 及应用
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1 三极管的基本结构与工作原理 2 三极管的主要应用
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三极管的基本结构与工作原理
三极管的基本结构与工作原理
A
三极管是一种基础的半导体器件,
其基本结构由三个半导体区域组成
,分别是基极(base)、集电极
(collector)和发射极(emitter)
在这个过程中,基极电压的变化会引起集电极电流的显著变化。因此,通过控制基极电压 ,可以实现对大电流的精确控制
2
三极管的主要应用
三极管的主要应用
三极管因其独特的电流放大和 开关特性,被广泛应用于各种 电子设备和系统中。以下是一
些三极管的主要应用
三极管的主要应用
1. 放大器
三极管最基本的用途是作为放大器。它可以 将输入的小信号放大为较大的输出信号。在 音频放大器、视频放大器和射频放大器等应 用中,三极管都发挥着关键作用。通过调整 基极和发射极之间的电压,可以控制集电极 和发射极之间的电流,从而实现信号的放大
三极管的主要应用
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三极管的基本结构与工作原理
三极管的工作原理
三极管的工作原理可以概括为"小信号控制大信号"。当在基极上施加一个小信号电压时, 基区的电荷密度会发生变化,这会引发一个较大的电流从发射区流向集电区。这个大电流 是由小信号电压通过PN结产生的
三极管和MOS管驱动电路的正确用法
三极管和MOS管驱动电路的正确用法
1 三极管和MOS管的基本特性
三极管是(电流)控制电流器件,用基极电流的变化控制集电极电流的变化。有NPN型三极管和PNP型三极管两种,符号如下:
MOS管是电压控制电流器件,用栅极电压的变化控制漏极电流的变化。有P沟道MOS管(简称PMOS)和N沟道MOS管(简称NMOS),符号如下(此处只讨论常用的增强型MOS管):
2 三极管和MOS管的正确应用
(1)NPN型三极管
适合射极接GND集电极接负载到VCC的情况。只要基极电压高于射极电压(此处为GND)0.7V,即发射结正偏(VBE为正),NPN 型三极管即可开始导通。基极用高电平驱动NPN型三极管导通(低电平时不导通);基极除限流电阻外,更优的设计是,接下拉电阻10-20k到GND;
优点是:①使基极控制电平由高变低时,基极能够更快被拉低,NPN型三极管能够更快更可靠地截止;②系统刚上电时,基极是确定的低电平。
(2)PNP型三极管
适合射极接VCC集电极接负载到GND的情况。只要基极电压低
于射极电压(此处为VCC)0.7V,即发射结反偏(VBE为负),PNP型三极管即可开始导通。基极用低电平驱动PNP型三极管导通(高电平时不导通);基极除限流电阻外,更优的设计是,接上拉电阻10-20k 到VCC;
优点是:①使基极控制电平由低变高时,基极能够更快被拉高,PNP型三极管能够更快更可靠地截止;②系统刚上电时,基极是确定的高电平。
所以,如上所述:
对NPN三极管来说,最优的设计是,负载R12接在集电极和VCC之间。不够周到的设计是,负载R12接在射极和GND之间。
3极管用法
三极管用法简介
三极管是一种半导体器件,具有放大、开关等功能,广泛应用于各种电子设备中。以下是三极管的一些常见用法:
1.放大器:三极管可以作为放大器使用,将输入信号放大后输出。三极管放大器通常由一个三极管、几个电阻和几个电容组成。
2.开关:三极管也可以作为开关使用,控制电流的通断。三极管开关电路通常由一个三极管、几个电阻和几个电容组成。
3.稳压器:三极管可以组成稳压器电路,用于稳定电压。稳压器电路通常由一个三极管、几个电阻和几个电容组成。
4.振荡器:三极管可以组成振荡器电路,用于产生稳定的振荡信号。振荡器电路通常由一个三极管、几个电阻和几个电容组成。
5.驱动器:三极管还可以作为驱动器使用,用于控制高功率负载。驱动器电路通常由一个三极管、几个电阻和几个电容组成。
需要注意的是,三极管的使用需要掌握一定的电路设计和调试技能,否则可能会导致电路失效或损坏。建议在使用三极管前,先了解相关的电路知识和操作方法。
三极管和MOS管驱动电路的正确用法
1三极管和MOS 管的基本特性
三极管是电流控制电流器件,用基极电流的变化控制集电极电流的变化。 有NPN 型三极管和PNP 型三极管两种,符号如下:
MOS 管是电压控制电流器件,用栅极电压的变化控制漏极电流的变化。有P 沟道MOS 管(简称PMOS )和N 沟道MoS 管(简称NMOS ),符号如下(此处只讨论常用的增强型
MOS 管):
2三极管和MOS 管的正确应用(1)NPN 型三极管
适合射极接GND 集电极接负载到VCC 的情况。只要基极电压高于射极电压(此处为
GND )0.7V,即发射结正偏(VBE 为正),NPN 型三极管即可开始导通。基极用高电平驱动NPN 型三极管导通(低电平时不导通);基极除限流电阻外,更优的设计是,接下拉电阻10-2Ok 到GND ;
(a ) N 沟道增强型MoS 管结构(b ) N 沟通增强型MOS (C ) P 沟道增强
型 示意图 省代表符号 MOS 管代表符号
优点是:①使基极控制电平由高变低时,基极能够更快被拉低,NPN型三极管能够更快更可靠地截止;②系统刚上电时,基极是确定的低电平。
(2) PNP型三极管
(3)适合射极接VCC集电极接负载到GND的情况。只要基极电压低于射极电压(此处为VCe)0.7V,即发射结反偏(VBE为负),PNP型三极管即可开始导通。基极用低电平驱动PNP型三极管导通(高电平时不导通);基极除限流电阻外,更优的设计是,接上拉电阻10-20k到VCC;
(4)优点是:①使基极控制电平由低变高时,基极能够更快被拉高,PNP型三极管能够更快更可靠地截止;②系统刚上电时,基极是确定的高电平。
三极管的工作原理与应用
三极管的工作原理与应用
一、工作原理
三极管是一种半导体器件,由三个不同掺杂的半导体材料组成。它的工作原理基于PN结的特性和扩散效应。三极管主要由发射极(Emitter)、基极(Base)和集电极(Collector)组成。
在正常工作状态下,三极管的发射极和基极之间形成一个PN结,而基极和集电极之间形成另一个PN结。当在发射极和基极之间施加一个正向电压时,发射极的N区将注入电子到基极的P区,形成电子多数载流子。这些电子多数载流子会通过基极-集电极之间的反向偏置电压被吸引到集电极,形成集电电流。
在三极管的工作中,基极电流起着关键作用。当基极电流足够大时,它会控制发射极-集电极之间的电流增益,从而实现信号放大的功能。三极管的工作原理可以通过控制基极电流来实现对集电电流的精确控制。
二、应用领域
1. 放大器:三极管作为放大器广泛应用于电子设备中。它可以将微弱的信号放大到足够大的幅度,以便驱动其他设备或传输信号。例如,音频放大器、射频放大器等都使用了三极管的放大功能。
2. 开关:三极管的另一个常见应用是作为开关。在数字电路中,三极管可以控制电流的开关状态。当基极电流为零时,三极管处于关闭状态,集电电流为零;当基极电流足够大时,三极管处于导通状态,集电电流达到最大值。这种开关功能使得三极管在逻辑电路和计算机电路中得到广泛应用。
3. 振荡器:三极管还可以用作振荡器的关键元件,产生稳定的振荡信号。振荡器常用于无线电频率发生器、计时器等电子设备中。
4. 电源稳压器:三极管可以用于构建电源稳压器,使得输出电压保持稳定。这在各种电子设备中都是必需的,以确保电路正常工作。
三极管的原理及应用
三极管的原理及应用
三极管,又称为双极型晶体管,是一种非常重要的电子器件,具有广泛的应用。它基于半导体材料的电子特性,通过控制电流和电压的变化实现信号放大、开关和调节等功能。本文将从三极管的原理和应用两个方面进行介绍。
一、三极管的原理
三极管由三个区域组成:发射区、基区和集电区。发射区和集电区都是N型半导体,而基区是P型半导体。这种结构决定了三极管的特性。
1.1 管子放大作用
当在基区加上正向电压时,P区和N区之间的势垒变窄,使得发射区和基区之间的电流增加。这个过程叫做管子的正向放大作用。当发射区的电流变化时,基区的电流也会随之变化,进而影响集电区的电流。这样,通过控制基区电流的变化,可以实现对集电区电流的放大。
1.2 管子开关作用
当在基区加上反向电压时,P区和N区之间的势垒变宽,使得发射区和基区之间的电流减小。这个过程叫做管子的反向截止作用。当发射区的电流减小到一定程度时,基区的电流也会减小到一个很小
的值,进而影响集电区的电流。这样,通过控制基区电流的变化,可以实现对集电区电流的开关控制。
1.3 管子调节作用
三极管还可以通过调节基区电流的大小来控制集电区电流的变化。当基区电流增大时,集电区电流也会增大;当基区电流减小时,集电区电流也会减小。这个过程叫做管子的调节作用。通过调节基区电流的大小,可以实现对集电区电流的精确调节。
二、三极管的应用
三极管作为一种重要的电子器件,广泛应用于各个领域。下面将介绍一些常见的应用。
2.1 放大器
三极管可以将输入信号的小幅度变化放大成较大幅度的输出信号。这种放大作用使得三极管被广泛应用于音频放大器、射频放大器等设备中。通过合理的电路设计和参数选择,可以实现不同范围和功率的信号放大。
三极管的工作原理与应用
三极管的工作原理与应用
一、工作原理
三极管是一种半导体器件,由三个掺杂不同类型的半导体材料构成,通常为两
个P型半导体夹着一个N型半导体。三极管的工作原理基于PN结的正向和反向偏置。
1. 正向偏置:当基极(B)与发射极(E)之间施加一个正向电压时,N型半导体的电子会向基极方向移动,同时P型半导体的空穴也会向基极方向移动。这样,N型半导体的电子就会与P型半导体的空穴结合,形成电流流动的通道,称为正向电流。
2. 反向偏置:当基极与发射极之间施加一个反向电压时,N型半导体的电子会
被吸引到基极,而P型半导体的空穴会被吸引到发射极。这样,正向电流被阻断,称为反向电流。
基于以上原理,三极管可以实现信号放大、开关控制等功能。
二、应用领域
三极管作为一种重要的电子器件,在各个领域都有广泛的应用。
1. 放大器:三极管可以将微弱的输入信号放大到较大的输出信号。例如,在音
频放大器中,三极管可以放大音频信号,使其能够驱动扬声器。
2. 开关:三极管可以用作开关,将小电流控制大电流的开关动作。例如,在数
字电子电路中,三极管可以用来实现逻辑门、存储器等功能。
3. 振荡器:三极管可以用于产生高频振荡信号。例如,在无线电通信中,三极
管可以用来产生射频信号,实现无线电收发功能。
4. 温度传感器:三极管的电流与温度之间有一定的关系,可以利用这一特性将
三极管用作温度传感器。例如,在温度控制系统中,三极管可以用来检测环境温度,并根据测量结果进行相应的控制。
5. 电源管理:三极管可以用于电源管理,如电压稳压、电流限制等。例如,在
电子设备中,三极管可以用来保护电路免受过压、过流等问题的影响。
三极管的工作原理与应用
三极管的工作原理与应用
一、工作原理
三极管是一种常见的半导体器件,由三个控制电极构成:发射极(Emitter)、
基极(Base)和集电极(Collector)。它的工作原理基于PN结的导电特性。
1. PN结导电特性
PN结是由P型半导体和N型半导体构成的结。P型半导体中的杂质原子掺入
了三价元素,形成了空穴(正电荷载体),而N型半导体中的杂质原子掺入了五
价元素,形成了自由电子(负电荷载体)。当P型半导体与N型半导体相接触时,形成PN结。在PN结中,自由电子从N区域向P区域扩散,空穴从P区域向N区
域扩散,形成了电子云区域。这个电子云区域称为耗尽层,其中没有自由电子和空穴。
2. 三极管的工作原理
三极管的工作原理基于PN结的导电特性。当在三极管的基极-发射极之间施加
正向电压时,使得PN结处于正向偏置状态,耗尽层变窄,自由电子和空穴开始扩
散并形成电流。此时,三极管处于放大状态。
三极管的集电极-发射极之间的电压称为集电极电压(Vce),基极-发射极之
间的电压称为基极电压(Vbe)。当Vce大于Vbe时,三极管处于饱和状态,电流
可以从集电极流向发射极。当Vce小于Vbe时,三极管处于截止状态,电流无法
从集电极流向发射极。
二、应用
三极管由于其放大特性和开关特性,广泛应用于电子电路中,以下是三极管的
一些常见应用:
1. 放大器
三极管可以作为放大器使用,将弱信号放大为较大的信号。例如,在音频放大器中,三极管可以将微弱的音频信号放大为足够大的信号,以驱动扬声器。
2. 开关
三极管的开关特性使其可以用作开关。当三极管处于饱和状态时,电流可以从集电极流向发射极,相当于开关闭合;当三极管处于截止状态时,电流无法从集电极流向发射极,相当于开关断开。这种开关特性使得三极管在数字电路和计算机逻辑电路中得到广泛应用。
三极管npn用法
三极管npn用法
三极管NPN的使用方法:
NPN型三极管在用于开关状态时,大都是发射极接地,集电极接高电平,基极接控制信号。当程序给P1.0一个低电平0,这时e极还是5V,于是e和b之间产生了压差,三极管e和b之间也就导通了,三极管e和b之间大概有0.7V的压降,那还有(5-0.7)V的电压会在电阻R47上。这个时候,e和c之间也会导通了,那么LED小灯本身有2V的压降,三极管本身e和c之间大概有0.2V的压降,我们忽略不计。那么在R41上就会有大概3V的压降,可以计算出来,这条支路的电流大概是3mA,可以成功点亮LED。
此外,还有一种PNP型三极管。其工作原理与NPN相反。具体来说,PNP的发射极(e)接高电平,集电极(c)接低电平,基极(b)接控制信号。用e-b的电流(Ib)控制e-c的电流(Ic),e极电位最高,且正常放大时通常c极电位最低。同理,NPN型三极管的放大倍数在100时,当Ib(基极电流)为1mA时,就允许100mA的电流通过Ice。
以上信息仅供参考,如有需要建议查阅相关文献或咨询专业人士。
三极管的使用方法
1. 三极管工作状态的判断方法:
分析电路时,判断三极管的功能,如果能够知道该三极管三个管脚的电压和该三极管起得作用(放大还是开关),。对于NPN 而言,如果Uc>Ub>Ue ,该管处于放大状态,放大一定的电流,一般是在模拟电路中起了作用(此时Uce 之间的电压是不确定的);如果Ub>Ue ,Ub>Uc ,该管处于饱和状态,c-e 之间导通,其管压降为0.3-0.7V ,与截止区相对立,此时该三极管起到了开关的作用,一般应用在数字电路中。
如图所示:
对于PNP 而言,当Ue>Ub>Uc,即集电极反偏、发射极正偏,处于放大状态;当Ue>Ub 且Uc>Ub(这时候,Uc ≈
Ue),即集电极和发射极都正偏,处于饱和状态。
2.三极管的使用方法:
我们经常在单片机系统中连接三极管起到开关的作用,经典电路如下图所示:
(
如果在单片机系统中出现三极管时,那么该三极管大多数甚至几乎全部情况下都会处于开-关状态。因为单片机输出的都是数字量,要么是0,要么是1,不可能出现别的情况。因此对应的三极管也要么开通,要么关断。
在上面电路中,如果按照开始时说的三极管状态的判别方法,是不行的。因为c 点得工作电压是不确定的(实际上在真正的电路中c 点电压是确定的,但是从电路图中我们看不出来)。真正的判断方法如下:当I/0引脚为高电平时,b 点基极的电流是一定的,那么c 点电流也是一定的,而且是处在了三极管的饱和区,因此b 点的电压为0.7v ,三极管导通,则c 点的电压与e 点压相同(比e 点略大,约为0.5v,即为Uce ),即OUT (输出端处于低电平)端为低电平状态。当I/0引脚为低电平时,NPN 三极管断开,c-e 之间不导通,那么此时c 点(OUT )电位为高电平即VCC 电压。这从而达到了用单片机引脚来控制Vcc 的效果。
三极管的工作原理与应用
三极管的工作原理与应用
一、工作原理
三极管是一种半导体器件,由三个掺杂不同材料的半导体层构成。它的工作原理基于PN结和场效应管的原理。三极管有三个电极,分别是发射极(Emitter)、基极(Base)和集电极(Collector)。
1. PN结原理
PN结是由P型半导体和N型半导体的结合形成的。P型半导体中的杂质原子带有正电荷,N型半导体中的杂质原子带有负电荷。当P型和N型半导体相接触时,形成了一个电子从N型半导体到P型半导体的电场。这个电场形成了一个能够阻止电子流动的屏障,称为势垒。当在PN结上加上外加电压时,势垒会减小或消失,电子就可以流动。
2. 基本工作原理
三极管的工作原理是基于PN结的。当在三极管的基极-发射极之间施加一个电压时,如果这个电压大于PN结的势垒电压,就会使PN结逆偏,即P型半导体的P区域的电势高于N型半导体的N区域的电势。这样,PN结的势垒会加宽,阻止电子从发射极流向基极。因此,三极管处于截止状态,没有电流通过。
当在三极管的基极-发射极之间施加一个足够大的正向电压时,PN结的势垒会被逆转,使电子可以从发射极流向基极。这时,三极管处于饱和状态,有大量电流通过。
三、应用领域
三极管具有放大、开关和稳压等功能,广泛应用于电子电路中。以下是三极管的一些常见应用领域:
1. 放大器
三极管可以作为放大器,将弱信号放大成为较大的信号。例如,在音频放大器中,输入的弱音频信号经过三极管放大后,输出的音频信号可以驱动扬声器。
2. 开关
由于三极管具有开关功能,可以控制电流的通断。在数字电子电路中,三极管
三极管实物使用方法
三极管实物使用方法
篇1
1.三极管简介
2.三极管类型与符号
3.三极管工作原理
4.三极管实物使用方法
4.1 选择合适的三极管
4.2 正确连接三极管
4.3 设定工作点
4.4 注意散热
4.5 测试与调整
正文
三极管实物使用方法
三极管是一种具有放大、开关等功能的半导体器件,广泛应用于电子电路中。在使用三极管实物时,需要了解其基本原理和使用方法,以确保正确、安全地运用。
首先,我们需要明确三极管的类型与符号。NPN和PNP是三极管的两种主要类型,每种类型都有对应的符号表示。在电路中,我们需要根据需求选择合适的三极管类型。
接下来,理解三极管的工作原理是关键。三极管通过控制基极电流来控制集电极电流,从而实现放大或开关功能。这个过程中,需要保证三极管的工作点设
置得当,否则可能导致性能下降甚至损坏。
那么,在具体的实物使用过程中,我们应该注意哪些方面呢?
首先,我们需要根据电路需求选择合适的三极管。不同的三极管具有不同的参数和性能,如放大倍数、耐压值等,需要根据实际需求进行选择。
其次,正确连接三极管。三极管有三个引脚,分别是基极、发射极和集电极。在电路中,需要将它们正确连接到相应的位置。
然后,设定合适的工作点。根据电路需求和三极管的参数,合理设置工作点,以保证三极管正常工作。
此外,注意散热问题。三极管在工作过程中会产生热量,如果散热不良可能导致性能下降或损坏。因此,需要采取合适的散热措施。
最后,对三极管进行测试与调整。在实际使用中,需要定期对三极管进行测试和调整,确保其性能稳定可靠。篇2
1.三极管简介
2.三极管类型与符号
三极管的工作原理与应用
三极管的工作原理与应用
三极管是一种半导体器件,由三个区域组成,分别是发射区、基区和
集电区。它具有放大作用,可以将输入的弱信号,放大成较大的输出信号。以下是关于三极管的工作原理与应用的详细介绍。
一、三极管的工作原理:
1.PN结结构:三极管是由两个PN结组成的,其中中间的P型或N型
区域称为基区,两侧的P型或N型区域称为发射区和集电区。发射区和基
区之间的结为发射结,集电区和基区之间的结为集电结。
2.偏置:三极管需要通过外部电源进行偏置,使正向偏置电流流过发
射结,反向偏置电流流过集电结。这样就形成了发射结正向偏置,集电结
反向偏置的工作状态。
3.输入信号:当在基区施加输入信号时,会改变发射结的偏置电压,
导致发射电流的变化。这个变化的发射电流就代表了输入信号的变化。
4.放大作用:输入信号的微小变化会引起发射电流的变化;而发射电
流的变化的倍数会通过集电电流的变化来体现。这就实现了信号的放大效果。
二、三极管的应用:
1.异常放大器:三极管可以将输入信号放大,广泛应用于音频、射频
等信号的处理。例如,在音响系统中,三极管可以将弱音频信号放大为大
音量的声音。
2.开关控制:三极管在开关电路中具有重要作用。当基极电流为零时,三极管截止,开关处于关闭状态;当基极电流为正时,三极管导通,开关
处于打开状态。这种开关控制使得三极管在电子设备中被广泛应用。
3.震荡器:三极管可以与其他元件组成震荡电路,用于产生连续振荡
的信号。例如,在收音机中,三极管可以与电感、电容等元件组成谐振电路,产生无线电信号。
4.反向保护:三极管可以用作反向保护电路,用于保护后级电路遭受
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三极管的基本用法
摘要:
三极管通常也称双极型晶体管(BJT),简称晶体管或三极管。三极管在电路中常用字母T来表示。因三极管内部的两个PN结相互影响,使三极管呈现出单个PN结所没有的电流放大的功能,开拓了PN结应用的新领域,促进了电子技术的发展。它的主要的应用是用作电流放大和开关。还能够做成一些可独立使用的两端或三端器件,把三极管的集电极断路和把集电极和基极短路可作为二极管来使用。关键词:三极管电流放大二极管
1 三极管的电流放大作用
三极管的最基本的一种应用,是把微弱的电信号加以放大,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,这是三极管最基本和最重要的特性。三极管的电流放大作用与三极管内部PN结的特殊结构有关。三极管犹如两个反向串联的PN结,如果孤立地看待这两个反向串联的PN结,或将两个普通二极管串联起来组成三极管,是不可能具有电流的放大作用的。具有电流放大作用的三极管,PN结内部结构的特殊性是:(1)为了便于发射结发射电子,发射区半导体的掺杂溶度远高于基区半导体的掺杂溶度,且发射结的面积较小。(2)发射区和集电区虽为同一性质的掺杂半导体,但发射区的掺杂溶度要高于集电区的掺杂溶度,且集电结的面积要比发射结的面积大,便于收集电子。(3)联系发射结和集电结
两个PN结的基区非常薄,且掺杂溶度也很低。上述的结构特点是三极管具有电流放大作用的内因。要使三极管具有电流的放大作用,除了三极管的内因外,还要有外部条件,三极管的发射结为正向偏置,集电结为反向偏置是三极管具有电流放大作用的外部条件,即对于NPN型三极管而言要满足Ue 2 放大器三种基本组态 利用BJT组成的放大电路,其中一个电极作为信号输入端,一个电极作为输出端,另一个电极作为输入,输出回路的共同端。根据共同端的不同,BJT可有三种连接方式,也叫三种组态:共发射极,共基极和共集电极接法。 2.1 共发射极放大电路 共射极放大电路以基极电流 i作为输入控制电流,用B i作为控制 B 电流的好处是信号源消耗的功率很小。共发射极电路主要研究的是集电极电流与基极电流之间的关系, I= B I。由于c i>>B i,故共发射极 C 电路不但能得到电压放大,而且还可以得到电流放大,所以共射极电路是目前应用最广泛的一种基本组态。 共发射极放大电路的原理图如图1所示,待放大的输入电压Vi 通过电容 C加到BJT的发射结,从而引起基极电流B i的变化,B i的变1 b 化使集电极电流 i随之变化,c i的变化量在集电极电阻C R上产生压降, c 集电极电压 v=C C V—c i C R,当c i的瞬时值增加时,C E v就要减小,C E v中 C E 的变化量经过电容 C传送到输出端成为输出电压0v。选择合适的电 b 2 路参数值,0v 的变化将比i v 大的多,从而达到放大的目的。 图1 共发射极基本放大电路 BJT 的基本特点是通过电流控制实现放大作用,但这种放大作用并不是在任何情况下都能实现的,如果静态工作点Q 过高,BJT 就会从放大转换为饱和,而Q 点过低时,BJT 又会从放大转化为截止。饱和现象的产生是由于工作点上移使C E v 减小到一定程度后,集电结收 集载流子的能力减弱,发射极发射有余,而集电极收集不足,这时使B I 增加,但C I 却不能增加即不服从C I = β B I 的规律了,在截止区的 时候BJT 如同工作在断开状态。因此在放大电路中要尽量避免工作到饱和区和截止区,以免产生饱和失真和截止失真,甚至失去放大作用。而在脉冲数字电路中可以利用BJT 工作在饱和,截止状态使BJT 作为一个可以控制的无触点开关。 共发射极放大电路的偏流是“固定”的(B I ≈Vcc/b R ) ,当更换管子或是环境温度变化引起管子参数变化时,电路的工作点往往会移动,甚至移动到不适合饿位置而使放大电路无法正常工作,为此必须要设计能够自动调整工作点位置的偏置电路,以使工作点能稳定在合适的位置,故引进了射极偏置电路,如图2所示。 图2 射极偏置电路 当温度上升时,C I (E I )将增加,由于E I 的增加,在E R 上产生 的压降E I E R 也要增加,E I E R 的增加部分回送到基极-发射极回路去控 制B E V ,使外加于管子的B E V 减小,结果牵制了C I 的增加,从而使C I 基本恒定,利用的是反馈控制的原理。 2.2 共集电极电路 共集电极电路的输入电压加在基极和地即集电极之间,输出从发射极和集电极两端取出,因为是从发射极把信号输出去,所以共集电极电路又称为射极输出器。其原理图如图3所示。 图3 共集电极电路 共集电极电路的特点是:电压增益小于1而近似为1,输出电 压与输入电压同相,输入电阻高,输出电阻很低。它的输入电阻高可减小放大电路对信号源(或前级)所取的信号电流,同时由于它的输出电阻低,可减小负载变动对电压增益的影响,另它对电流有放大作用。由于它存在这些优点,在多级电子电路中,常用作中间级以隔离前后级之间的影响,常称为缓冲级,在电路中起着阻抗变换的作用。由于它具有较低的输出电阻以及较大的电流增益, 所以也常用作多级放大器的输出级。我们还可以采用复合管一进一步提高输入电阻,其等效输入电阻为1be r +1β2be r ,如图4中,由于T1,T2两管的工作电流 不同,所以他们的参数也有较大的差异。T1管的工作电流小,因而1β的值较低,为了克服这一缺点,有时在T1管的射极到共同端之间,外接一个数百千欧姆的电阻,以便让T1管的射极电流从此电阻漏过,从而可以调整T1管的Q 点,改善其性能,在继承电路中,常用电流源代替电阻。 图4 复合管电压跟随器 除了采用两个同类型的管子组成符合管外,还可以用两个不同类型的管子组成互补型复合管,如图5所示。