高中通用技术三极管特性知识点整理.ppt

RC IC
+
/mA
IB
UCC
然后调节UCC使UCE从0增
大，观察毫安表中IC的变
化并记录下来。
0
UCE / V
再调节IB1至 另一稍小的 固定值上保 持不变。
A IB
RB UBE
+
UBB
IC mA UCE
IE
仍然调节UCC使UCE从0增 大，继续观察毫安表中IC 的变化并记录下来。
输出曲线开始部分很 陡，说明IC随UCE的增 加而急剧增大。
饱和区：应该是小的阀门开启的太大了，以 至于大阀门里放出的水流已经到了它极限的 流量，但是关小 小阀门的话，可以让三极 管工作状态从饱和区返回到线性区。
输出特性曲线可以分为三个区域:
饱和区——iC受vCE显著控
制的区域，该区域内vCE的数 值较小，一般vCE＜0.7 V(硅
管)。此时发射结正偏，集电 结正偏。
三极管电流分配及放大作用
（1）发射结正向偏置； （2）集电结反向偏置。
RC
IC
以NPN型三极管为例 应满足:
IB B
C UCE
EC
UBE > 0
RB
E
UBC < 0
UBE
即 VC > VB > VE
EB
输入 回路
公 共
输出 回路
端
通常把公共端点作为参考电位点，即0电位
点，称为“地”，图形符号为⊥，与金属外壳 或底板连接，并不是与大地连接。
基本交流放大电路的组成
1.电路组成
基极偏置电阻 保证发射结正偏
集电极电阻保证 交变电压的输出
直流电源提供 偏置和能量
C1
V
RS
us
RL
RB2 RE
+
CE
EC
信号源
2.电容的作用：
C1、C2 为耦合电容，用来隔断放大电路与信号源及负载 之间的直流通路，同时又起耦合交流的作用。 CE为旁路电容，对直流开路，对交流短路。
三极管
三极管及其三极管的应用
三极管种类很多 按材料分：硅管和锗管 按结构分：双极性晶体管（BJT：电流控制）
场效应管（FET：电压控制）
三极管制作时，通常它们的基区做得很薄（几微米到几十微米）， 且掺杂浓度低；发射区的杂质浓度则比较高；集电区的面积则比发 射区做得大，这是三极管实现电流放大的内部条件。
β=ΔIC/ΔIB=1.3÷0.04=32.5
三极管的电流放大作用
结论
IE = IC＋IB
IC IB
或IC
IB
IC
I B
IB/mA Ic/ mA IE/ mA
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0 1.04 2.03 3.07 4.03 5.21 0 1.05 2.05 3.10 4.17 5.26
当UCE增至一定数值时(一般小于1V) ，输出特性曲线变得平坦，表明IC基 本上不再随UCE而变化。
RC IC + /mA
UCC
IB IB1 IB2
IB3
0
IB=0 UCE / V
根据电压、电流的记录值可绘 出曲另线一，条此I曲C随线U较CE前变面化的的稍伏低安些特。性
对应如相此应不I断C、重U复CE上数述值过的程一，组我输们出即特可性得曲到线不。同基极电流IB
截止区——iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。
此时，发射结反偏，集电结反偏。
放大区——iC平行于vCE轴的区域，线基本平行等距.此时
，发射结正偏，集电结反偏，电压大于0.7 V左右(硅管) vc > vb > ve
三极管的三个工作区
工作状态
发射结 集电结
电势特征 （NPN）
放大
正偏 反偏
vc > vb > ve
假设三极管是个大坝，这个大坝奇怪的地方 是，有两个阀门，一个大阀门，一个小阀门。
小阀门可以用人力打开，大阀门很重，人力 是打不开的，只能通过小阀门的水力打开。
所以，平常的工作流程便是，每当放水的时 候，人们就打开小阀门，很小的水流涓涓流 出，这涓涓细流冲击大阀门的开关，大阀门 随之打开，汹涌的江水滔滔流下。
三极管的3种工作状态
2.放大状态
当RP R1 Rc阻值合适，发
射结加上正向电压，集 电结加上反向电压时， 三极管具有电流放大作
用，集电极电流Ic =β Ib， β称为三极管的电流 放大系数，一般其值 在20~150之间。
三极管的3种工作状态
3.饱和导通状态
当RP R1 阻值很小时，发射结 和集电结都处于正向偏置状态 时。三极管的Ic 基本不随Ib的 变化而变化，或Ic 已不受 Ib 的 控制，三极管处于饱和状态。 三极管饱和时的Uce值称为饱 和压降，记作Uces ，小功率 管小于0.6V，锗管小于0.3V。 此时集电极和发射极之间相当 于一只接通的开关。
电子从发射区到基区，需大于供， IB控制IC，三极管处于放大状态
VBE再增大，IB再增大，供大于 需， IB再增大，IC不会再增大， IB对IC失控，三极管处于饱和状 态
三极管的3种工作状态
1.截止状态
当RP 阻值很大时，加在 三极管发射结的电压小于 PN节导通的电压，基极
电流Ib = 0, 此时Ic = 0， 集电极和发射极相当 于一只断开的开关。
三极管内部载流子的传输与电流分配示意图
输出特性曲线 当IB不变时，输出回路中的电流IC与管子输出端电压UCE
之间的关系曲线称为输出特性曲线。
先把IB调到 某一固定值 保持不变。
IC mA
A IB
UCE
RB UBE
+
UBB
IE
伏根安据特记性录曲可线给，出此曲IC随线U就CE是变晶化体的 管的输出特性曲线。
饱和
截止
正偏 正偏
vCE＜0.7
V(硅管)
反偏 反偏 IB小于等于0
测量BJT三个电极对地电位如图所示， 试判断BJT的工作区域 ？
放大区
截止区
饱和区
三极管三种状态微观理解
需
当VBE很小时或反向时，发射结 不通，无电子从发射区到基区，
供
三极管上无电流，三极管处于截 止状态
VBE增大，发射结通，产生IB,
信 号 源 us
C1 + RS ui
RB1 RC
+C2
V
RL
RB2 RE
+
CE
EC
负载 uo
三极管的三种基本组态
共发射极接法:发射极作为公共电极，用CE表示； 共 基 极 接法:基 极作为公共电极，用CB表示; 共集电极接法:集电极作为公共电极，用CC表示;
如果不停地改变小阀门开启的大小，那么大 阀门也相应地不停改变，假若能严格地按比 例改变，那么，完美的控制就完成了。 在这里，Ube就是小水流，Uce就是大水流， 人就是输入信号。当然，如果把水流比为电 流的话，会更确切，因为三极管毕竟是一个 电流控制元件。
截止区：应该是那个小的阀门开启的还不够， 不能打开打阀门，这种情况是截止区。
IC /mA
4
IB=100 A
3
80 A
2.3
60 A
2
1.5 1
ΔIC
40 A
ΔIB=40 A 20 A
当IB一定时，从发射区扩散到基区的 电子数大致一定。当UCE超过1V以后， 这些电子的绝大部分被拉入集电区
而形成集电极电流IC 。之后即使UCE 继续增大，集电极电流IC也不会再有 明显的增加，具有恒流特性。
0
IB=0 UCE / V
当IB增大时，相应IC也增大，输出特性曲线上移， 且IC增大的 幅度比对应IB大得多。这一点正是晶体管的电流放大作用。 从输出特性曲线可求出三极管的电流放大系数β。
取任意再两条特性曲线上的平坦段，读出其基极电流之差；
再读出这两条曲线对应的集电极电流之差ΔIC=1.3mA； 于是我们可得到三极管的电流放大倍数：
三极管的放大原理
IC
电子和空穴复 合形成 IB
IB
RB
VBB
IE
电子流向电源正极形成 IC
N 集电区收集电子
电子在基区
P
扩散与复合
发射区向基区
N
扩散电子
电源负极向发射 区补充电子形成
发射极电流IE
VCC RC
IE=IB+IC I I E、 C单位是毫安 I I B单位是微安、 B可忽略不计
IE≈IC