三极管应用

三极管应用

一、三极管原理：

1.1 三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管。是一种控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。

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。1.2 三极管输入特性曲线：

ib = f(Ube)|Uce=常数

三极管输出特性曲线：

ic=f(Uce)|ib=常数

二、三极管用途：

2.1 三级管利用其饱和的特性可以作为无触点开关，在单片机电路用常常需要用三极管来做开关管来使用以便驱动一些外设。电路如下：

当Q1处于临界饱和时，流经R1的电流为 Ic=VCC/R1，若Q1的直流增益为β（β有直流增益和交流增益之分，不同的管子差很大），则流经R2的电流为 Ib=Ic/β=（Vin-Vbe）/R2，Vbe 为基极与射极间的管压降，对硅管来说约为0.6V，对锗管来说，约为0.3V。

此时的Vin=Ib*R2+Vbe。

若要令Q1处于深度饱和状态（即开关闭合状态），Vin应大于临界饱和值，即Vin>Ib*R2+Vbe，Vin=Vbe+（Vcc*R2）/（β*R1）。

Ic

2.2 三极管可以用来驱动蜂鸣器，如图，R38与三极管并联，为限流电阻，电阻两端电压等于Ube。

2.3 三极管可以做低噪声放大器ISM 866MHz频段低噪声放大器

三、三极管组成的3中类型放大电路

共射、共集、共基三种接法。（分别以三极管的发射极、集电极、基级作为公共端）。

3.1 基本共射放大电路：

3.2基本共集放大电路：

如下电路也可以称做共集放大电路：

三种类型接法放大电路的不同用法：

共射电路既能放大电压也能放大电流，输出电阻较大，频带较窄，常常作为低频电压放大电路的单元电路。

共集电路只能放大电流不能放大电压，是三种接法中输入电阻最大，输出电阻最小的电路，并且具有电压跟随的特点。常常用于电压放大器的输入级和输出级。

共基电路只能放大电压不能放大电流，输入电阻小，电压放大倍数、输出电阻与共射电路相当，是三种接法电路中高频性能最好的电路。常常作为宽频带输入电路。

解释：共射放大电路是从基极-射极输入，由射极-集电极输出，由于集电极输出有电流放大作用，在集电极负载电阻上这个电流就产生大的电压，所以共射放大电路既能放大电流又能放大电压。

共集电路只能放大电流不能放大电压，原因是这个电路从基极-集电极输入信号，从集电极-发射机输出信号，发射机的电压比基极低0.6V它不可能超过基极电压，根据三极管电流关系发射机的电流是放大的，所以共集电路只能放大电流不能放大电压。

共基极电路由基极-发射机输入信号，由基极-集电极输出信号，根据三极管的电流关系集电极、发射机电流基本相等，所以共基电路不能放大电流。它的输出电阻高于输入电阻，所以输出信号在输出电阻上产生大的电压，共基电路有放大电压作用。

四、三极管的主要参数

4.1 直流参数

共射直流电流放大倍数β。

共基直流电流放大倍数α。

极间反向电流 Icbo（集电极的反向饱和电流）和Iceo（放射极和集电极的穿透电流），同一个管子反向电流越小，性能越稳定。

4.2 交流参数

●共射交流电流放大倍数β。

●共基交流电流放大倍数α。

●特征频率f T由于晶体管PN结结电容的存在，集电极电流与基级电流之比不但数值下

降，而且会产生相移，使得共射放大系数下降到1的信号频率称为特征频率。

4.3 极限参数

●最大集电极耗散功率P CM，P CM决定于晶体管的温升。对于大功率管的P CM，应该特别注

意测试条件，如对散热片的规格要求。当散热条件不满足要求的时候，允许的最大功率将会小于P CM。

●最大集电极的电流I CM，ic在相当大的范围内β值基本保持不变，但当ic的数值大到

一定程度的时候β值会减小。使β值减小的ic就是I CM。

●极间的反向电压

晶体管的某一个电极开路的时候，另外两个电极所允许的最高反向电压称为极间反向击穿电压，超过此值管子会发生击穿现象。

U(BR)CBO是发射极开路的时候集电极与基级的反向击穿电压，这是集电极所允许加的最高反向电压。

U(BR)CEO是基极开路的时候集电极与发射极的反向击穿电压，此时集电极承受反向电压。U(BR)EBO是集电极开路的时候发射极与基电极的反向击穿电压，此时发射极所允许加的最高反向电压。

五、光耦

光耦是否可以近似看做成一个带隔离功能的三级管呢？

光耦作为一个隔离器件已经得到广泛应用，无处不在。一般大家在初次接触到光耦时往往感到无从下手，不知设计对与错，随着遇到越来越多的问题，才会慢慢有所体会。

5.1光耦原理

光耦是隔离传输器件，原边给定信号，副边回路就会输出经过隔离的信号。对于光耦的隔离容易理解，此处不做讨论。以一个简单的图（图.1）说明光耦的工作：原边输入信号Vin，施加到原边的发光二极管和Ri 上产生光耦的输入电流If，If驱动发光二极管，使得副边的光敏三极管导通，回路VCC、RL 产生Ic,Ic经过RL产生Vout，达到传递信号的目的。原边副边直接的驱动关联是CTR（电流传输比），要满足Ic≤If*CTR。

光耦一般会有两个用途：线性光耦和逻辑光耦，如果理解？

工作在开关状态的光耦副边三极管饱和导通，管压降<0.4V，Vout约等于Vcc（Vcc-0.4V左右），Vout 大小只受Vcc大小影响。此时Ic

对于光耦开关和线性状态可以类比为普通三极管的饱和放大两个状态。