关于三极管的应用课件
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第2章 半导体三极管及其应用
关于三极管的应用
第2章 半导体三极管及其应用
教学目标 了解 晶体管的结构 理解晶体管特性及主要参数 掌握晶体管的管脚识别方法
晶体管外形
第2章 半导体三极管及其应用
EC
EBC E
C
B
B
C BE
第2章 半导体三极管及其应用
2.1.1 晶体管结构与电流放大(Semiconductor Transistor) 一、结构、类型
于哪个区？
IB B C
RC
UCE
RB UBE E
USC
USB
当USB =-2V时：
IB=0 ， IC=0 Q位于截止区
IC最大饱和电流： ICmaxURSCC1622mA
第2章 半导体三极管及其应用
例3： =50， USC =12V，
IC
RB =70k， RC =6k
当USB = -2V，2V，5V时， 晶体管的静态工作点Q位
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)
第2章 半导体三极管及其应用
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
(2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。
即： i C i B
Baidu Nhomakorabea
collector
集电极 C
— 集电区 C
N 集电结
P
基极 B P — 基区 B N
base
N
发射结 — 发射区
P
发射极 E emitter
E
C
C
B
NPN 型 E
B
PNP 型 E
分类： 按材料分：
硅管、锗管 按结构分：
NPN、 PNP 按使用频率分：
低频管、高频管 按功率分： 小功率管 < 500 mW 中功率管 0.5 1 W 大功率管 > 1 W
临界饱和时： uCE = uBE
饱和时： uCE <uBE
UCE(sat)=
0.3 V (硅管) 0.1 V (锗管)
(3) 截止区：发射结反偏或零偏， iB 0,iC 0
第2章 半导体三极管及其应用
例3： =50， USC =12V，
IC
RB =70k， RC =6k
当USB = -2V，2V，5V时， 晶体管的静态工作点Q位
第2章 半导体三极管及其应用
2.1.2 晶体管的伏安特性曲线
iC
一、输入特性
iB B C +
iBf(uBE)uCE常数 uCE 0 与二极管特性相似
+RVBBB输回u入路+B E E
uC输回E 出路 IE
RC
+ VCC
iB
RB
iB
RB +
+
uBE
VBB
+
VBB
O
uCE 0 特性右移
uCE1V 特性基本重合
20A IB=0 9 12 UCE(V)
第2章 半导体三极管及其应用
4
IC(mA
) 此区域中UC1E00UBAE,
集电结正偏，
3
IB>IC，UCE800.3VA 称为饱和区。
60A
2
40A
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
第2章 半导体三极管及其应用
IC(mA ) 4 3
2
此1区00域A中 :
— 交流电流放大系数
例3： =50， USC =12V，
RB =70k， RC =6k 当USB = -2V，2V，5V时， 晶体管的静态工作点Q位
于哪个区？
IB B C
RC
UCE
RB UBE E
USC
USB
USB =5V时:
IBU SR B B U BE 5 70.7 00.06 m1A
Ic Icmax 2mA
Q 位于饱和区，此时IC 和IB 已不是 倍的关系。
导通电压 UBE(on)
硅管： (0.6 0.8) V 锗管： (0.2 0.3) V
uCE0 uC E1V
uBE
取 0.7 V 取 0.2 V
二、输出特性
iC f(uCE)iB常数
IC(mA ) 此区域满4 足IC=IB 称为线性3 区（放大 区）。 2
1
36
第2章 半导体三极管及其应用
当UCE大于一 定的数值时， 1II0CC0只 =A与IB。IB有关， 80A 60A 40A
于哪个区？
IB B C
RC
UCE
RB UBE E
USC
USB =2V时：
USB
IIB C U ISBB R B U 5B 0 E0 .0 2 7 9 1 0.0 7 m 0 0 A .0.9 1 9m 5m A A
IC< ICmax (=2mA) ， Q位于放大区。
第2章 半导体三极管及其应用 IC
00 0uCE
第2章 半导体三极管及其应用
2.1.3 晶体管的主要参数
一、电流放大系数
4 iC / mA 50 µA
1. 共发射极电流放大系数
3
40 µA
— 直流电流放大系数
Q 30 µA
II23C B .40N N 5 110II0C B 63A AIIC C8B B 2 O OIIC B
2 1
第2章 半导体三极管及其应用
第2章 半导体三极管及其应用
例1：在某放大电路中， 测量三极管各管脚电流如 图所示，判别各管脚名称 ，NPN型还是PNP型，求 的大小？
解：放大状态 IE=IB+IC 所以：① 脚是基极 ② 脚是集电极 ③ 脚是发射极 且为PNP管。
=（6.1-0.1）/0.1=60
第2章 半导体三极管及其应用
三、温度对特性曲线的影响
1. 温度升高，输入特性曲线向左移。
i B T2 > T1
温度每升高 1C，UBE (2 2.5) mV。
O
u BE
2. 温度升高，输出特性曲线向上移。
iC T2 > T1
温度每升高 1C， (0.5 1)%。
输出特性曲线间距增大。
O
iiiBBB===
第2章 半导体三极管及其应用
二、电流放大原理
1. 三极管放大的条件
内部 条件
发射区掺杂浓度高 基区薄且掺杂浓度低
集电结面积大
外部 条件
发射结正偏 集电结反偏
2. 满足放大条件的三种电路
C
E
C
B
ui
B uo
ui
uo E
共基极
共发射极
E
B
ui
uo C
共集电极
3. 电流放大作用
IE = IC + IB IC IB IC IB
第2章 半导体三极管及其应用
例2：用万用表测得处在放大状态的晶体三极 管三个电极的对地电位是U1=3V，U2=12V， U3=3.7V试据此判断晶体三极管的管脚、材料 与类型。
根据发射结在放大时是正向压降， U1、U3两极电 压差为0.7 V，可判断此为硅管; 12V电压的管脚为集 电极;
集电极电位VC是最大值，故为NPN型; 由NPN管放大时要求VC〉VB〉VE知，第1脚是发射 极，第3脚是基极
关于三极管的应用
第2章 半导体三极管及其应用
教学目标 了解 晶体管的结构 理解晶体管特性及主要参数 掌握晶体管的管脚识别方法
晶体管外形
第2章 半导体三极管及其应用
EC
EBC E
C
B
B
C BE
第2章 半导体三极管及其应用
2.1.1 晶体管结构与电流放大(Semiconductor Transistor) 一、结构、类型
于哪个区？
IB B C
RC
UCE
RB UBE E
USC
USB
当USB =-2V时：
IB=0 ， IC=0 Q位于截止区
IC最大饱和电流： ICmaxURSCC1622mA
第2章 半导体三极管及其应用
例3： =50， USC =12V，
IC
RB =70k， RC =6k
当USB = -2V，2V，5V时， 晶体管的静态工作点Q位
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)
第2章 半导体三极管及其应用
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
(2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。
即： i C i B
Baidu Nhomakorabea
collector
集电极 C
— 集电区 C
N 集电结
P
基极 B P — 基区 B N
base
N
发射结 — 发射区
P
发射极 E emitter
E
C
C
B
NPN 型 E
B
PNP 型 E
分类： 按材料分：
硅管、锗管 按结构分：
NPN、 PNP 按使用频率分：
低频管、高频管 按功率分： 小功率管 < 500 mW 中功率管 0.5 1 W 大功率管 > 1 W
临界饱和时： uCE = uBE
饱和时： uCE <uBE
UCE(sat)=
0.3 V (硅管) 0.1 V (锗管)
(3) 截止区：发射结反偏或零偏， iB 0,iC 0
第2章 半导体三极管及其应用
例3： =50， USC =12V，
IC
RB =70k， RC =6k
当USB = -2V，2V，5V时， 晶体管的静态工作点Q位
第2章 半导体三极管及其应用
2.1.2 晶体管的伏安特性曲线
iC
一、输入特性
iB B C +
iBf(uBE)uCE常数 uCE 0 与二极管特性相似
+RVBBB输回u入路+B E E
uC输回E 出路 IE
RC
+ VCC
iB
RB
iB
RB +
+
uBE
VBB
+
VBB
O
uCE 0 特性右移
uCE1V 特性基本重合
20A IB=0 9 12 UCE(V)
第2章 半导体三极管及其应用
4
IC(mA
) 此区域中UC1E00UBAE,
集电结正偏，
3
IB>IC，UCE800.3VA 称为饱和区。
60A
2
40A
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
第2章 半导体三极管及其应用
IC(mA ) 4 3
2
此1区00域A中 :
— 交流电流放大系数
例3： =50， USC =12V，
RB =70k， RC =6k 当USB = -2V，2V，5V时， 晶体管的静态工作点Q位
于哪个区？
IB B C
RC
UCE
RB UBE E
USC
USB
USB =5V时:
IBU SR B B U BE 5 70.7 00.06 m1A
Ic Icmax 2mA
Q 位于饱和区，此时IC 和IB 已不是 倍的关系。
导通电压 UBE(on)
硅管： (0.6 0.8) V 锗管： (0.2 0.3) V
uCE0 uC E1V
uBE
取 0.7 V 取 0.2 V
二、输出特性
iC f(uCE)iB常数
IC(mA ) 此区域满4 足IC=IB 称为线性3 区（放大 区）。 2
1
36
第2章 半导体三极管及其应用
当UCE大于一 定的数值时， 1II0CC0只 =A与IB。IB有关， 80A 60A 40A
于哪个区？
IB B C
RC
UCE
RB UBE E
USC
USB =2V时：
USB
IIB C U ISBB R B U 5B 0 E0 .0 2 7 9 1 0.0 7 m 0 0 A .0.9 1 9m 5m A A
IC< ICmax (=2mA) ， Q位于放大区。
第2章 半导体三极管及其应用 IC
00 0uCE
第2章 半导体三极管及其应用
2.1.3 晶体管的主要参数
一、电流放大系数
4 iC / mA 50 µA
1. 共发射极电流放大系数
3
40 µA
— 直流电流放大系数
Q 30 µA
II23C B .40N N 5 110II0C B 63A AIIC C8B B 2 O OIIC B
2 1
第2章 半导体三极管及其应用
第2章 半导体三极管及其应用
例1：在某放大电路中， 测量三极管各管脚电流如 图所示，判别各管脚名称 ，NPN型还是PNP型，求 的大小？
解：放大状态 IE=IB+IC 所以：① 脚是基极 ② 脚是集电极 ③ 脚是发射极 且为PNP管。
=（6.1-0.1）/0.1=60
第2章 半导体三极管及其应用
三、温度对特性曲线的影响
1. 温度升高，输入特性曲线向左移。
i B T2 > T1
温度每升高 1C，UBE (2 2.5) mV。
O
u BE
2. 温度升高，输出特性曲线向上移。
iC T2 > T1
温度每升高 1C， (0.5 1)%。
输出特性曲线间距增大。
O
iiiBBB===
第2章 半导体三极管及其应用
二、电流放大原理
1. 三极管放大的条件
内部 条件
发射区掺杂浓度高 基区薄且掺杂浓度低
集电结面积大
外部 条件
发射结正偏 集电结反偏
2. 满足放大条件的三种电路
C
E
C
B
ui
B uo
ui
uo E
共基极
共发射极
E
B
ui
uo C
共集电极
3. 电流放大作用
IE = IC + IB IC IB IC IB
第2章 半导体三极管及其应用
例2：用万用表测得处在放大状态的晶体三极 管三个电极的对地电位是U1=3V，U2=12V， U3=3.7V试据此判断晶体三极管的管脚、材料 与类型。
根据发射结在放大时是正向压降， U1、U3两极电 压差为0.7 V，可判断此为硅管; 12V电压的管脚为集 电极;
集电极电位VC是最大值，故为NPN型; 由NPN管放大时要求VC〉VB〉VE知，第1脚是发射 极，第3脚是基极