半导体三极管3
半导体三极管
放大 截止 饱和 倒置
正向 反向 三极管饱和 反向时的管压降 反向 正向UCE被称作 正向
为三极管的 反向饱和压降
放大状态时有: IC=β IB+ICEO≈βIB
UCE=UCC-IC*Rc 减小Rb,IB增大; IC增大,UCE减小 集电结反偏电压减小。 饱和后,UCE≈0, IC=(UCC-UCES)/Rc IC≈UCC/Rc 饱和条件: IB>IC/β IB>(UCC-UCES)/βRc≈UCC/(β Rc)
半导体三极管
3.1 概述
半导体三极管,又称为双极结型晶体管(BJT)
c
N P N 集电极 集电结
NPN型 c b
PNP型
c b
b
基极
发射结
e
e
发射极
e
三极管的发射极的箭头方向, 代表三极管工作在放大,饱和 状态时,发射极电流(IE)的 实际方向。
半导体三极管的分类:
按材料分: 按结构分: 按使用频率分: 按功率分: 硅管、锗管 NPN、 PNP 低频管、高频管 小功率管 < 500 mW 中功率管 0.5 1 W 大功率管 > 1 W
NPN: 0.35V,0.3V,1V 1V
+VCC
-VCC
PNP: -0.2V,0V,-0.05V -0.05V -0.2V
PNP
0.35V
NPN
0.3V
0V
由引脚电压判断三极管管脚和工作状态
工作状态 发射结电压 集电结电压
放大 截止 饱和
正向 反向 正向
反向 反向 正向
1、无正向导通电压的处在截止状态 2、根据三个电位的集中程度判断是否饱和 3、如果饱和则先判断基极,再判断集电极和发射极 4、不饱和则看有没有两个电压差为正向导通电压 例1-5 NPN: (1) 1V,0.3V,3V (2) 0.3V,0.3V,1V (3)2V,5V,1V PNP: (1) -0.2V,0V,0V (2) -3V,-0.2V,0V (3)1V,1.2V,-2V
3极管的三种工作状态
3极管的三种工作状态引言三极管(transistor)是一种重要的电子元件,广泛应用于各种电子设备中。
它是一种半导体器件,由三个区域组成:发射区、基区和集电区。
三极管的工作状态可以分为三种:放大状态、截止状态和饱和状态。
本文将详细介绍三极管的三种工作状态及其特点。
1. 放大状态放大状态是三极管最常见的工作状态之一。
在放大状态下,三极管被用作信号放大器,将输入的弱信号放大到合适的幅度。
放大状态下的三极管可以分为NPN型和PNP型两种。
1.1 NPN型三极管的放大状态NPN型三极管中,发射区掺杂为N型半导体,基区掺杂为P型半导体,集电区掺杂为N型半导体。
在放大状态下,NPN型三极管的工作原理如下:1.电流流向:当输入信号施加到基极时,基极电流(IB)会引起发射极电流(IE)的变化,进而控制集电极电流(IC)的变化。
这种电流放大的作用使得输入信号能够被放大。
2.放大倍数:NPN型三极管的放大倍数由集电极电流和基极电流的比值(IC/IB)决定。
一般来说,NPN型三极管的放大倍数较高,可以达到几十到几百倍。
3.特点:放大状态下的NPN型三极管具有低输入阻抗、高输出阻抗、大电流放大倍数等特点。
1.2 PNP型三极管的放大状态PNP型三极管中,发射区掺杂为P型半导体,基区掺杂为N型半导体,集电区掺杂为P型半导体。
PNP型三极管的放大状态与NPN型三极管类似,但电流的流向相反。
1.电流流向:当输入信号施加到基极时,基极电流(IB)会引起发射极电流(IE)的变化,进而控制集电极电流(IC)的变化。
这种电流放大的作用使得输入信号能够被放大。
2.放大倍数:PNP型三极管的放大倍数由集电极电流和基极电流的比值(IC/IB)决定。
一般来说,PNP型三极管的放大倍数较高,可以达到几十到几百倍。
3.特点:放大状态下的PNP型三极管具有低输入阻抗、高输出阻抗、大电流放大倍数等特点。
2. 截止状态截止状态是三极管的一种工作状态,也称为关断状态。
2_2_3结型场效应半导体三级管
(2) 结型场效应三极管的工作原理
根据结型场效应三极管的结构,因它没 有绝缘层,只能工作在反偏的条件下,对 于N沟道结型场效应三极管只能工作在负栅 压区,P沟道的只能工作在正栅压区,否则 将会出现栅流。现以N沟道为例说明其工作 原理。
① 栅源电压对沟道的控制作用
当VGS=0时,在漏、源之间加有一定电压时,在 漏、源间将形成多子的漂移运动,产生漏极电流。 当VGS<0时,PN结反偏,形成耗尽层,漏、源间的 沟道将变窄,ID将减小,VGS继续减小,沟道继续变 窄,ID继续减小直至为0。当漏极电流为零时所对应 的栅源电压VGS称为夹断电压VGS(off)。这一过程如图 02.20所示。
2.2.3 结型场效应三极管
(1)结型场效应三极管的结构 JFET的结构与MOSFET相似,工作机理则相同。 JFET的结构如图02.19所示,它是在N型半导体硅片 的两侧各制造一个PN结,形成两个PN结夹着一个N 型沟道的结构。一个P区即为栅极,N型硅的一端是 漏极,另一端 是源极。
图02.19 结型场效应三极管的结构(动画2-8)
图02.20 VGS对沟道的控制作用
② 漏源电压对沟道的控制作用
在栅极加上电压,且VGS>VGS(off),若漏源电压VDS 从零开始增加,则VGD=VGS-VDS将随之减小。使靠近漏 极处的耗尽层加宽,沟道变窄,从左至右呈楔形分布, 如图02.21(a)所示。 当VDS增加到使VGD=VGS-VDS=VGS(off)时,在紧靠漏 极处出现预夹断,如图02.21(b)所示。当VDS继续增加, 漏极处的夹断继续向源极方向生长延长。以上过程与 绝缘栅场效应三极管的十分相似,见图02.15。
(a) 漏极输出特性曲线 (b) 转移特性曲线 图02.22 N沟道结型场效应三极管的特性曲线 动画(2-6)
3极管原理
3极管原理
1. 什么是3极管?
3极管,也叫做晶体三极管,是一种半导体器件。
它由三个区域
组成,分别是N型、P型、N型,因此得名。
3极管是一种电流控制器件,可以用来放大电流、开关电路等。
2. 3极管的工作原理是什么?
3极管的工作原理是基于PN结的特性。
当PN结被正向偏置时,
电子从N型区域流向P型区域,同时空穴从P型区域流向N型区域,
这样就形成了电流。
当PN结被反向偏置时,电子和空穴都被阻挡,电
流无法通过。
3. 3极管的应用领域有哪些?
由于3极管具有放大、开关等特性,因此在电子领域有广泛的应用。
例如,它可以用于电视机、收音机等电子产品中的放大器电路。
此外,3极管还可以用于电源开关、电动机控制等领域。
4. 3极管的优点和缺点是什么?
3极管的优点是体积小、功耗低、可靠性高等。
缺点是放大能力
有限、温度敏感等。
5. 3极管与其他半导体器件的区别是什么?
3极管与其他半导体器件的区别在于它只有三个区域,而其他器
件例如场效应管、二极管等则有更多的区域。
此外,3极管的基极电流控制能力比较强,而其他器件则有不同的特点。
6. 怎样选择适合的3极管?
选择适合的3极管需要考虑多种因素,例如电流、电压、频率等。
在选择时,需要根据具体的应用场景进行综合考虑,选择合适的型号。
第3章 半导体三极管及其基本放大电路
3.2 三极管基本应用电路及其分析 方法
3.2.3图解分析法
1.用图解法确定静态工作点 在分析静态值时,只需研究直流通路,图3-19用图解法分析 电路的步骤如下: 1)作直流负载线
U CE U CC I C RC
上式确定的直线就是直流负载线。 2)确定静态工作点 利用 I BQ (UCC U BEQ ) I RB ,求得IBQ的近似值。在输出特 性曲线上,确定IB=IBQ的一条曲线。该曲线与直线MN的交 点Q就是静态工作点。 上一页 下一页
3.1.5温度对三极管的特性与参数的影响
1.温度对UBE的影响 三极管的输入特性曲线与二极管的正向特性曲线相似,温度 升高,曲线左移,如图3-9所示。 2.温度对ICBO的影响 三极管输出特性曲线随温度升高将向上移动,如图3 -10所 示。 3.温度对β的影响 温度升高,输出特性各条曲线之间的间隔增大,从而β值增 大,如图3-10所示。
上一页
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3.1 双极型半导体三极管
3.1.6三极管的判别及其手册的查阅方法
1.三极管型号的意义 三极管的型号一般由五大部分组成如3AX31A、3DG12B、 3CG14G等。 2.三极管手册的查阅方法 1)三极管手册的基本内容 (1)三极管的型号。 (2)电参数符号说明。 (3)主要用途。 (4)主要参数。 2)三极管手册的查阅方法 (1)已知三极管的型号查阅其性能参数和使用范围。 (2)根据使用要求选择三极管。
3.1.4三极管的主要参数
3.极限参数 1)集电极最大允许电流ICM 2)反向击穿电压U(BR)CEO 3)集电极最大允许功耗PCM 根据给定的PCM值可以作出一条PCM曲线如图3-8所示,由 PCM、ICM和U(BR)CEO包围的区域为三1 双极型半导体三极管
3 三极管
0 0 0.02 0.7 0.03 1.11 0.04 1.48 0.06 2.75 0.08 2.8 0.1 3.5 0.12 3.6 0.14 3.6
IE/mA
0
0.72
1.14
1.52
2.82
2.88
3.6
3.72
3.74
(2)观察与分析IB 、IC、两者之间的电流关系? 实验表明: 放大状态
在三极管型号命名方法中,涉及到材料、 结构、功率等(P126) 如3DG6、2DW7
(a) 小功率管 (b) 小功率管 (c) 大功率管 (d) 中功率管
常用三极管引脚按一定顺序排列,例 如C90系列的三极管,平面朝向自己时, 从左到右分别是ebc排列
三、半导体三极管分类
(1) 按材料 Si管 Ge管
(2) 按排列顺序
NPN管
PNP管
(3) 按功率: 小、大、中功率管 (4) 按工作频率 : 低频管、高频管 (5) 按用途分: 普通放大三极管、开关三极管
• 集电区c掺杂浓度低于发射区,且面积大;
这些特点使BJT不同于 两个单独的PN结,而呈 现出极间电流放大作用。
二、半导体三极管的电流分配和放大原理 实验电路接线图
输出 回路
输入 回路
三极管电流关系的一组典型实验数据
IB/mA IC/mA
0 0 0.02 0.7 0.03 1.11 0.04 1.48 0.06 2.75 0.08 2.8 0.1 3.5 0.12 3.6 0.14 3.6
三种工作状态的应用
在模拟电路中,BJT工作在放大区;(线性放大小 信号) 在数字电路中,BJT工作在截止区、饱和区(做 数字开关)。
数字开关:
半导体三极管的命名方法(中日欧韩美)
半导体三极管的命名方法(中日欧韩美)按国家标准GB/T 249- 89 的规定,三极管的型号命名同二极管一样由五部分组成,其型号组成部分及其含义见表。
一、我国三极管的型号组成部分及其含义常见的三极管型号有3DG130C, 3AX52B等,其含义如下:头,日本产的半导体三极管是以“2S”开头,目前市场上以“2S”开头的日本品比较多。
日本产半导体器件命名方法如下:半导体三极管型号中的第三部分用A表示PNP型高频管,用B表示PNP型低频管,用C表示NPN型高频管,用D表示NPN型低频管;第四部分由数字组成,表示日本电子工业协会注册登记的顺序号,数字越大,表示产品越新;第五部分用字母表示对原型号的改进产品。
二、日本三极管的型号组成部分及其含义(常用)例子:三、欧洲常采用国际联合会制定的标准,对三极管型号的命名方法是:第一部分用A或B开头(A表示锗管,B表示硅管);第二部分用C表示低频小功率管,用F表示高频小功率管,用D表示低频大功率管,L表示高频大功率管,用S和U表示小功率开关管和大功率开关管;第三部分用数字表示登记序号,如BC87表示硅低频小功率管。
第四部分:用字母对同一类型号器件进行分档。
A、B、C、D、E┄┄表示同一型号的器件按某一参数进行分档的标志。
除四个基本部分外,有时还加后缀,以区别特性或进一步分类。
常见后缀如下:1、稳压二极管型号的后缀。
其后缀的第一部分是一个字母,表示稳定电压值的容许误差范围,字母A、B、C、D、E分别表示容许误差为±1%、±2%、±5%、±10%、±15%;其后缀第二部分是数字,表示标称稳定电压的整数数值;后缀的第三部分是字母V,代表小数点,字母V之后的数字为稳压管标称稳定电压的小数值。
2、整流二极管后缀是数字,表示器件的最大反向峰值耐压值,单位是伏特。
3、晶闸管型号的后缀也是数字,通常标出最大反向峰值耐压值和最大反向关断电压中数值较小的那个电压值。
3.1,三极管
mA
vi
RB
+ –
A
+ + vBE vCE +
RL
输入回路 输出回路 – – – + EB 共发射极放大电路
–
EC
发射极是输入回路、输出回路的公共端
3.1.3 BJT的特性曲线
本节介绍共发射极接法三极管的特性曲线,即 输入特性曲线—— iB=f(vBE) vCE=const 输出特性曲线—— iC=f(vCE) iB=const
(3) 与的关系
1
或
1
3.1.3 BJT的特性曲线
即管子各电极电压与电流的关系曲线,是管子 内部载流子运动的外部表现,反映了晶体管的性能, 是分析电路放大信号的依据。
为什么要研究特性曲线: 1)直观地分析管子的工作状态 2)合理地选择偏置电路的参数,设计性能良好的 电路 重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线
三.三极管特性曲线及工作状态(重点)
1.BJT放大电路三个 电流关系 ?
IE =IC+IB
2.BJT的输入、输出特性曲线?
3.BJT工作状态如何判断?
IC IB
I E 1 )I B (
uCE = 0V uCE 1V
uBE /V
3.1 双极型半导体三极管
3.1.1 双极型半导体三极管的结构 3.1.2 双极型半导体三极管电流的分配 与控制 3.1.3 双极型半导体三极管的电流关系 3.1.4 双极型半导体三极管的特性曲线 3.1.5 半导体三极管的参数 3.1.6 半导体三极管的型号
截止
反偏 反偏
放大
正偏 反偏
三极管
1.3.4 T的主要参数 的主要参数
一、直数 β 2. 共基直流电流放大系数 直流电流放大系数 α 3. 极间反向电流
___
___
___
IC β ≈ IB ___ IC α ≈ IE
I CBO I CEO
I CBO — e极开路时 结的反向饱和电流 极开路时c结的反向饱和电流 极开路时
E
ICEO = (1 + β ) ICBO
二、交流参数 交流参数
1. 共射交流电流放大系数 2. 共基交流电流放大系数 交流电流放大系数 3. 特征频率
∆iC β≈ ∆iB
∆iC α≈ ∆iE
数值下降到1的信号频率称为 使 β 数值下降到 的信号频率称为 特征频率
例:UCE=6V时:IB = 40 µA, IC =1.5 mA; 时 ; IB = 60 µA, IC =2.3 mA。求共射极放大电路的直 。 流放大倍数和交流放大倍数
4 3 2 1
IC(mA ) 此区域中U 100µA 此区域中 CE<UBE, µ 集电结正偏, 集电结正偏, βIB>IC,UCE≈0.3V 80µA µ , 饱和区。 称为饱和区 称为饱和区。 60µA µ 40µA µ 20µA µ IB=0 12 UCE(V)
3
6
9
IC(mA ) 4 3 2 1 3 6 9
2011-10-13
1.3.1 结构与符号(Structures and Circuit Symbol)
一、结构 两种: 两种 NPN PNP
发射区 集电区
三极: 三极 e(Emitter) :发射极 b(Base) :基极 c(Collector):集电极 三区: 三区 e,b,c 特点:b区薄 e区掺杂多 c区面积大 两节: 两节 Je,Jc
三极管的脚位
三極管的腳位
三极管(也称为晶体管)是一种半导体器件,具有三个引脚,分别是发射极(Emitter)、基极(Base)和集电极(Collector)。
在电路中,三极管主要用于放大和开关功能。
1. 发射极(Emitter):发射极是三极管中电流的主要输入端。
在NPN型三极管中,发射极通常接负电源;在PNP型三极管中,发射极通常接正电源。
2. 基极(Base):基极是三极管的控制端,通过改变基极的电流可以控制发射极到集电极的电流。
基极电流相对较小,但可以控制较大的集电极电流。
3. 集电极(Collector):集电极是三极管的输出端,电流从发射极流入,经过基极控制后,从集电极流出。
集电极通常接正电源(对于NPN型三极管)或负电源(对于PNP型三极管)。
在识别三极管的脚位时,可以通过观察其外观特征来判断。
一般来说,发射极面积较大,基极位于发射极和集电极之间。
此外,还可以使用万用表的二极管档来测量三极管的脚位,通过测量不同引脚之间的导通情况来确定发射极、基极和集电极。
第三节三极管
国家标准对半导体器件型号的命名举例如下: 国家标准对半导体器件型号的命名举例如下:
3DG110B
用字母表示同一型号中的不同规格 用数字表示同种器件型号的序号 用字母表示器件的种类 用字母表示材料 三极管
第二位: 锗 第二位:A锗PNP管、B锗NPN管、 管 锗 管 C硅PNP管、D硅NPN管 硅 管 硅 管 第三位: 低频小功率管 低频小功率管、 低频大功率管 低频大功率管、 第三位:X低频小功率管、D低频大功率管、 G高频小功率管、A高频大功率管、K开关管 高频小功率管、 高频大功率管 高频大功率管、 开关管 高频小功率管
BJT是由两个 结组成的。 是由两个PN结组成的 是由两个 结组成的。
一.BJT的结构 的结构
NPN型
发射结 集电结
PNP型
发射结 集电结
e 发射极
N
-
P
N
c
集电极
e 发射极
P
-
N
P
c
集电极
发射区 基区 集电区
发射区 基区 集电区
基极
基极
b
eb
-
-
c
b
符号: 符号
eb
-
-
c
三极管的结构特点: 三极管的结构特点 >>集电区掺杂浓度 (1)发射区的掺杂浓度>>集电区掺杂浓度。 )发射区的掺杂浓度>>集电区掺杂浓度。 (2)基区要制造得很薄且浓度很低。 )基区要制造得很薄且浓度很低。
(2)输出特性曲线 iC=f(uCE) iB=const 输出特性曲线
现以i 一条线加以说明。 现以 B=60uA一条线加以说明。 一条线加以说明 (1)当uCE=0 V时,iC=0。 ) 时 。 (2) uCE ↑ → Ic ↑ 。 ) (3) 当uCE >1V后,收 )
第三章 半导体三极管及其放大电路基础3.1
IB/mA -0.001 IC/mA 0.001 IE/mA 0
0 0.01 0.01
0.01 0.56 0.57
0.02 1.14 1.16
0.03 1.74 1.77
0.04 2.33 2.37
0.05 2.91 2.96
I B IC I E , IC I E
IC IB
U CE
(b ) 共 发 射 极
(c) 共 集 电 极
图3 -
三极管的三种组态
下面以共发射极组态为例 分析:
1)NPN型晶体管
2)依据外部条件建立电路:
发射结(BE结)须正向偏置→ 输入回路(基极回路) 集电结(BC结)须反向偏置→ 输出回路(集电极回路) 发射极接地(原因) 3)VCC(EC)
>VBB(EB)
第三章
半导体三极管及其放大电路 基础
3.1 半导体三极管
3.2 基本共射极放大电路
3.3 放大电路的静态分析 3.4 放大电路的动态分析 3.5 静态工作点的稳定 3.6 共集与共基极放大电路
3.1 半导体三极管
晶体管
半导体二极管(第二章) 双极型半导体三极管(第三章) 半导体三极管 单极型半导体三极管(第四章)
发射极的箭头代表发射极电流的实际方向。
常用的半导体材料有硅和锗, 因此共有四种系列三极 管类型。它们对应的型号分别为: 3A(锗PNP)、3B(锗NPN)、 3C(硅PNP)、3D(硅NPN) 。
围绕内部结构阐述晶体管的电流放大作用:
二、三极管中的电流分配(内部载流子的传输过程)* 1.三极管放大的两个条件: 1)内部条件:三个区(发射区、基区和集电区)的掺杂浓度 与厚薄均不一样。两个PN结的结面积不同。从外表上看两个N
[整理]3半导体三极管
一、复习引入三极管是电子电路中基本的电子器件之一,在模拟电子电路中其主要作用是构成放大电路。
在数字电路中主要作用是作为电子开关。
二、新授(一)三极管的结构和分类根据不同的掺杂方式,在同一个硅片上制造出三个掺杂区域,并形成两个PN结,三个区引出三个电极,就构成三极管。
采用平面工艺制成的NPN型硅材料三极管的结构示意图如图1(a)所示。
位于中间的P区称为基区,它很薄且掺杂浓度很低,位于上层的N区是发射区,掺杂浓度最高;位于下层的N区是集电区,因而集电结面积很大。
显然,集电区和发射区虽然属于同一类型的掺杂半导体,但不能调换使用。
如图1(b)所示是NPN型管的结构示意图,基区与集电区相连接的PN结称集电结,基区与发射区相连接的PN结称发射结。
由三个区引出的三个电极分别称集电极c、基极b和发射极e。
(a)NPN型硅材料三极管结构示间意图(b)NPN型管的结构示意图(c)NPN型和PNP型管的符号图1 三极管的结构示意图按三个区的组成形式,三极管可分为NPN型和PNP型,如图1(c)所示。
从符号上区分,NPN型发射极箭头向外,PNP 型发射极箭头向里。
发射极的箭头方向除了用来区分类型之上,更重要的是表示三极管工作时,发射极的箭头方向就是电流的流动方向。
三极管按所用的半导体材料可分为硅管和锗管;按功率可分为大、中、小功率管;按频率可分为低频管和高频管等。
常见三极管的类型如图2所示。
3DG6 NPN型高频小功率硅管3AD6 PNP型低频大功率锗管3AX31 PNP型高频小功率锗管3DX204 NPN型低频小功率硅管图2 常见三极管的类型(二)三极管的电流放大作用及其放大的基本条件三极管具有电流放大作用。
下面从实验来分析它的放大原理。
1.三极管各电极上的电流分配用NPN型三极管构成的电流分配实验电路如图3所示。
电路中,用三只电流表分别测量三极管的集电极电流I C、基极电流I B和发射极电流I E,它们的方向如图中箭头所示。
半导体三极管概述
4. 结电容
结电容是指PN结在结两端电压作用下形成的电容效应。 结电容主要由两部分组成:一是PN结在正向电压作用下, 扩散电流的变化形成的电容效应,称之为扩散电容,通常记 作 ,它与通过PN结的扩散电流的大小成正比例;二是PN 结在反向电压作用下,电场的变化形成的电容效应,称之为 势垒电容,通常记作 ,它与作用在PN结两侧的反向电压 的大小成反比例。结电容是造成三极管产生频率响应的主要 原因,也是影响三极管开关速度的主要原因。
实验如图,把三极管接成二个电路,基极电路和集 电极电路,发射极是公共端,这种接法称为三极管 的共发射极接法。以NPN管为例,发射结加正向电压, 集电极加反向电压,三极管才能起放大作用。
IC
mA
IB
+
A
RB
+ V UBE
V UCE
+ EC
–
+– –
–
EB
三极管电流测量数据
IB(mA) IC(mA) IE(mA)
五. 三极管的工作状态
三极管的工作状态主要由三极管的二个PN结各自所承 受的偏置电压的大小和极性所决定的。三极管有二个PN结, 而每一个偏置电压又有二种可能的极性,即正向偏置和反向
偏置,因此,可构成三极管的三种工作状态:饱和、放 大、截止。
单极型三极管
双极型三极管是利用基极小电流去控制集电极较大电流 的电流控制型器件,因工作时两种载流子同时参与导电而称 之为双极型。单极型三极管因工作时只有多数载流子一种载 流子参与导电,因此称为单极型三极管;单极型三极管是利 用输入电压产生的电场效应控制输出电流的电压控制型器件 。
把基极电流的微小变化
能够引起集电极电流较大变
C
化的特性称为晶体管的电流 放大作用。
第二章半导体三极管及放大电路
(2)输出特性曲线 iC=f(uCE) iB=const
现以iB=60uA一条加以说明。
(1)当uCE=0 V时,因集电极无收集作用,iC=0。
(2) uCE ↑ → Ic ↑ 。
i C(mA)
IB =100uA IB =80uA
(3) 当uCE >1V后, 收集电子的能力足够强。 这时,发射到基区的电 子都被集电极收集,形 成iC。所以uCE再增加, iC基本保持不变。 同理,可作出iB=其他值的曲线。
3dB带宽 fL 下限截 止频率 上限截 fH 止频率 f
通频带: fbw=fH–fL
2.4 单管共射放大电路的工作原理
一.三极管的放大原理
三极管工作在放大区: 发射结正偏, 集电结反偏。
IC +△IC I B +△IB T
+ +
+△UCE UCE
+
放大原理:
Rb VBB
ui →△UBE→△IB
UBE+△ UBE -
IC IB
i = C i B
△ iC
2.3 1.5
△ iB
IB =60uA IB =40uA IB =20uA IB=0 uCE (V)
I C 2.3mA 38 I B 60A
iC (2.3 1.5)mA = 40 iB (60- 40)A
(2)共基极电流放大系数:
放大区——
放大区
IB =100uA IB =80uA IB =60uA IB =40uA IB =20uA IB=0 uCE (V)
曲线基本平行等 距。 此时,发 射结正偏,集电 结反偏。 该区中有:
IC=IB
截止区
四. BJT的主要参数
三级管
18任务二半导体三极管及其应用半导体三极管又叫晶体三极管,由于它在工作时半导体中的电子和空穴两种载流子都起作用,因此属于双极型器件,也叫做BJT (Bipolar Junction Transistor,双极结型晶体管),它是放大电路的重要元件。
照明电灯开关在我们的生活中司空见惯,一般用的是机械开关,如图1—21a 所示,随着电子技术的发展,声控、光控和遥控电灯开关也相继出现,极大地方便了人们的生活,如图1 —21b 所示为遥控电灯开关,在这些新型的电灯开关电路中有的就使用了三极管驱动电路,其电原理图如图1—22所示,电路板实物图如图1—23所示。
a)墙壁电灯开关b )遥控电灯开关图1 —21 电灯开关1.掌握三极管的符号和工作特点,了解三极管的主要参数。
2.熟悉三极管的识别方法。
3.熟悉三极管的分类,了解它的实际应用。
19图1 —22 三极管驱动电路图1 —23 三极管驱动电路板什么是三极管?它有哪些工作特点?在三极管驱动电路中起什么作用?本任务的目标就是认识三极管,熟悉三极管的检测方法,了解三极管驱动电路中它所起到的作用。
一、三极管结构和图形符号及其分类三极管是一个三层结构、内部具有两个PN 结的器件,它的中间层称为基区,基区的两边分别称为发射区和集电区,三极管的发射区和集电区是同类型的半导体,所以三极管有两种半导体类型,如图1—24 所示,三极管的基区半导体类型与发射区和集电区不同,所以在基区与发射区,基区和集电区之间分别形成两个PN 结,发射区与基区之间的PN 结称为发射结,而集电区与基区之间的PN 结称为集电结,三个区引出的电极分别称为基20极B(b)、发射极E(e )和集电极C (c)。
NPN型:结构符号PNP 型:结构符号NNP集电区基区发射区BEC集电结发射结集电极发射极基极V VPPN集电区基区发射区BEC集电结发射结集电极发射极基极CCB BEEa) b)图1 —24 三极管的结构和图形符号三极管符号中发射极的箭头表示发射结加正向电压时电流方向,三极管的文字符号为V。
3极管的3个电极
3极管的3个电极
三极管的有三个电极,分别是发射极,集电极,和基级。
扩展资料:
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。
npn型3极管三个极电压关系
npn型3极管三个极电压关系npn型三极管是一种常用的电子元件,广泛应用于电子电路中。
它由一块p型半导体片夹在两块n型半导体片之间构成。
npn型三极管有三个极,即基极(B)、发射极(E)和集电极(C)。
三个极之间的电压关系对于三极管的工作特性至关重要。
我们来看基极与发射极之间的电压关系。
当基极与发射极之间的电压为正向偏置时,即基极电压比发射极电压高,三极管处于正向工作状态。
此时,发射极电流会被放大,并且从集电极流出。
这种情况下,三极管处于放大状态,可以用来放大信号。
当基极与发射极之间的电压为反向偏置时,即基极电压比发射极电压低,三极管处于截止状态。
此时,发射极电流非常小,可以忽略不计。
因此,基极与发射极之间的电压关系决定了三极管的工作状态。
接下来我们来看发射极与集电极之间的电压关系。
当发射极电压比集电极电压低时,即发射极电压为负向偏置,三极管处于截止状态。
此时,集电极电流非常小,可以忽略不计。
如果发射极电压比集电极电压高,即发射极电压为正向偏置,三极管处于饱和状态。
此时,集电极电流会被放大,并且从集电极流出。
发射极与集电极之间的电压关系也对三极管的工作状态产生影响。
我们来看基极与集电极之间的电压关系。
当基极电压比集电极电压高时,即基极电压为正向偏置,三极管处于正向放大状态。
此时,基极电流会被放大,并且从集电极流出。
如果基极电压比集电极电压低,即基极电压为反向偏置,三极管处于反向截止状态。
此时,集电极电流非常小,可以忽略不计。
基极与集电极之间的电压关系也对三极管的工作状态产生重要影响。
npn型三极管的三个极之间的电压关系对于三极管的工作状态起着至关重要的作用。
基极与发射极之间的电压关系决定了三极管的正向放大或反向截止状态;发射极与集电极之间的电压关系决定了三极管的饱和或截止状态;基极与集电极之间的电压关系决定了三极管的正向放大或反向截止状态。
因此,在设计和应用电子电路时,我们必须合理控制三个极之间的电压关系,以确保三极管的正常工作。
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6
例题;测得工作在放大区的四个三极管,各电极 对地电位如题表2-1-1,判断是硅管还是锗管,是 PNP管还是NPN管,并标出管脚e b c 填入表中
USB =2V时:
IC
IB B C
RC
UCE
RB UBE E
UCC USB
IB
U SB U BE RB
2 0.7 70
0.019mA
IC IB 50 0.019mA 0.95mA
IC< ICmax (=2mA) , Q位于放大区。
19
例: =50, USC =12V,
RB =70k, RC =6k 晶当体US管B =工-作2V于,哪2V个,区5?V时,
13
二、输出特性
此区域满4 足IC=IB 称为线性3 区(放大 区)。 2
IC(mA )
1
36
当UCE大于一 定的10数0值A时, IC只与IB有关, IC=8I0B。A
60A 40A
20A IB=0 9 12 UCE(V)
14
4
IC(mA
) 此区域中UC1E00UBAE,
集电结正偏,
3
IB>IC,UCE800.3VA 称为饱和区。
4
1.3.2 三极管的连接方式
一、共发射极接法 二、共集电极接法 三、共基极接法
E ui
C B uo
共基极
C
B
ui
uo E
共发射极
E
B
ui
uo C
共集电极
5
1.3.3 电流放大原理
三极管正常放大外加电压必须满足: 1.发射结外加正向电压,即P区较N区为正。 2.集电结外加反向电压,即P区较N区为负。
1.3.1 基本结构、类型和符号
一、结构
C NPN型
集电极
N
B
P
基极
N
E
发射极
集电极 C PNP型
P
B
N
基极
P
E
发射极
1
三极管在制造时必须满足以下条件:
1、发射区掺杂浓度最大,它的作用是发射载流子。
2、基区必须做得很薄(微米级)掺杂浓度最小,它的作用是传输和控 制载流子。
3、集电区要做得体积最大,它的作用是收集载流子。
说明电源的习惯连接方式,B、C 共用电源
IC
IB B C
RC
UCE
RB UBE E
UBB
UBC
当USB =-2V时: IB=0 , IC=0
Q位于截止区
IC最大饱和电流:
I Cm a x
U CC RC
12 6
2mA
18
例: =50, UCC =12V,
RB =70k, RC =6k 晶当体US管B =工-作2V于,哪2V个,区5?V时,
c
e
b
c
e
b
c
e
c
b
硅或锗管
锗
硅
硅
硅
NPN 或 PNP PNP
NPN
NPN
NPN
7
电流放大原理
基区空穴
向发射区
的扩散可
忽略。
B
进入P区的电子
少部分R与B基区的
空穴复合,形成
电扩流散到IBUE集B,B电多结数。
C
N
P
IBE
N
E IE
发射结正 偏,发射 区电子不 断向基区 扩散,形 成发射极 电流IE。
UCC
8
一、载流子传输过程
发射、复合、收集
IC=ICE+ICBOICE
集电结反偏,有
少子形成的反向
电流ICBO。
B
RB UBB
C
I ICBO CE N
P
IBE
N
E IE
从基区扩 散来的电 子作为集
电结的U少CC
子,漂移 进入集电 结而被收 集,形成 ICE。
9
二、各极电流关系
IC=ICE+ICBO ICE C
IC
IB B C
RC
UCE
RB UBE E
USC
USB
USB =5V时:
IB
U SB U BE RB
5 0.7 70
0.061mA
I B 50 0.061mA 3.05m Icmax
Ic Icmax 2mA
Q 位于饱和区,此时IC 和IB 已不是 倍的关系。
20
1.3.5 主要参数
管脚标号 对地电位 标出 e、b、c 硅或锗管 NPN 或 PNP
A
12
3
-4 -4.3 -8
B
1
2
2.3 3
3
1
6.8 4
C
D
2
3
1
2
3
4.7 10 3.2 9
3.9
A
B
C
D
管脚标号 对地电位
12
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
-4 -4.3 -8 2.3 3
6.8 4
4.7 10 3.2 9
3.9
标出 e、b、c e b
IB=IBE-ICBOIBE
B
I ICBO CE N
P
EC
IB
IBE
N
RB
EB
E IE
10
三、电流放大系数 ICE与IBE之比称为电流放大倍数
ICE IC ICBO IC
I BE I B ICBO I B
要使三极管能放大电流,必须使发射结正 偏,集电结反偏。 三极管的放大作用有三个含义: 1)电流放大; 2)电压放大; 3)功率放大(功率放大不是指能量放大)
集电区::较薄,掺 杂浓度低
B
P
基极
N
发射区:掺
E
杂浓度较高
发射极
2
C 集电极
集电结
N
B
P
基极
N
发射结
二、类型
E
发射极
有PNP型和NPN型;硅管和锗管;大功率管 和小功率管;高频管和低频管。
3
三、符号
C IC
B
IB E
IE
NPN型三极管
C IC B
IB E
IE
PNP型三极管
___
1. 电流放大倍数
前面的电路中,三极管的发射极是输入输出的
公共点,称为共射接法,相应地还有共基、共
集接法。共射直流电流放大倍数:
60A
2
40A
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
15
IC(mA ) 4 3
2
此1区00域A中 :
I,UB=B80E0<,ICA死=I区CEO 电压60,A称为 截止40区A。
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
16
输出特性三个区域的特点:
(1) 放大区:发射结正偏,集电结反偏。
即: IC=IB , 且 IC = IB
(2) 饱和区:发射结正偏,集电结正偏。
即:UCEUBE , IB>IC,UCE0.3V
(3) 截止区: UBE< 死区电压, IB=0 , IC=ICEO 0
17
例: =50, UCC =12V,
RB =70k, RC =6k 当UBB = -2V,2V,5V时, 晶体管工作于哪个区?
11
1.3.4 特性曲线
IB
A
RB
V UBE
IC mA
UCC V UCE
UBB
实验线路
12
一、输入特性
UCE=0V
80
UCE =0.5V
IB(A)
UCE 1V
60
死区电 压,硅管
40
0.5V,锗 20
管0.2V。
工作压降: 硅管 UBE0.6~0.7V,锗管 UBE0.2~0.3V。
0.4 0.8 UBE(V)