晶体三极管的结构、作用和特性
晶体三极管BJT
三极管的电流分配关系
I E IC I B I C I B +ICEO I E I C BO I E (1 ) I B
0.04 2.33 2.37 0.05 2.91 2.96
一组三极管电流关系典型数据 IB/mA 0.001 0 0.01 0.02 0.03 IC/mA 0.001 0.01 0.56 1.14 1.74 IE/mA 0 0.01 0.57 1.16 1.77
1.3 晶体三极管
三 极 管 双极型三极管:Bipolar Junction Transistor 有两种极性的载流子参与导电. 一、 BJT的结构和工作原理 单极型三极管 (场效应管): Field Effect Transistor 只有一种极性的载流子参与导电. 二、BJT的静态特性曲线
BJT的类型: 按工作频率分:高频管、低频管 按功率分:小、中、大功率管三、BJT的主要参数 按材料分:硅管、锗管 按结构分:NPN型、PNP型 四、BJT的交流小信号模型
(1) UCE = 0 时的输入特
IB VBB IB/A
c
+b UBE _ e
当 UCE = 0 时,基极和发 射极之间相当于两个 PN 结
并联。所以,当 b、e 之间加
正向电压时,应为两个二极 管并联后的正向伏安特性。
U CE 0
U BE / V
O
(2) UCE > 0 时的输入特性曲线
当 UCE > 0 时,这个电压有利于将发射区扩散到基区的 电子收集到集电极。 * 特性右移(因集电 结开始吸引电子)
1. 任何一列电流关系符合 IE = IC + IB,IB< IC< IE, IC IE。 2. 当 IB 有微小变化时, IC 较大:三极管具有电流放大作用 3. 共射电流放大系数 共基电流放大系数
3晶体三极管
2.三极管内部载流子的运动规律
集电结反偏, 集电结反偏, 有少子形成的反 向电流ICBO。 基区空穴 向发射区的 扩散形成电流 IEP可忽略。 可忽略。 进入P 进入P 区的电 子少部分与基区 的空穴复合, 的空穴复合,形 成电流IBN ,多 数作为非平衡少 子扩散到集电结 B RB IB IBN E IE IC ICBO C ICN
v
v
i
i
输出特性曲线各区的特点: 输出特性曲线各区的特点:
(1)饱和区 a.发射结正偏,集电结正偏或反 发射结正偏, 发射结正偏 偏电压很小。 偏电压很小。 UCE≤UBE b. iC明显受uCE控制, 明显受 控制 iC<βiB
1
4 3
i
C/
mA
iB =
µ 100 A 80 60
饱和区
随着VCE的变化而迅速变化。 的变化而迅速变化。 随着
∆iC
∆iB
β=
放大区 截止区
∆iC ∆iB
U CE =常量
β是常数吗?什么是理想三极管?什么情况下 β = β ? 是常数吗?什么是理想三极管? 是常数吗
2. 输出特性
iC = f (uCE ) I
数 B =常
对应于一个I 就有一条i 变化的曲线。 对应于一个 B就有一条 C随uCE变化的曲线。 输出特性曲线特点: 输出特性曲线特点: a. 各条特性曲线形状相同 b. 每条输出特性起始部分很陡 V时 uCE=0 V时,因集电极无收 b (集电结反压增加, 当集电结反压增加, 吸引电子能力增强,ic增大 增大) 吸引电子能力增强 增大) 集作用, =0。 集作用,iC=0。 c.每条输出特性当超过某一数 u c .CE ↑ → Ic ↑ 。 值时( ),变得平坦 值时(约1V),变得平坦 ), d. 曲线比较平坦的部分, 曲线比较平坦的部分, 的增加而略向上倾斜。 随vCE的增加而略向上倾斜。 d每条输出特性当超过某一数值时(约1V),变得平坦 每条输出特性当超过某一数值时( 1V),变得平坦 ), 这是基区宽变效应) (这是基区宽变效应) • CB ↑→ 基区宽带变窄 → B 1V后 当uCE >CE后,收集电子的能力足够强。这时,发射到基区的电子 1V ↑→ 收集电子的能力足够强。这时, 变小 • 都被集电极收集, 再增加, 基本保持不变。 都被集电极收集,形成iC。所以uCE再增加,iC基本保持不变。 iC •→ β = iB ↑→ iB 若不变则 C ↑
晶体三极管
晶体三极管晶体三极管简称三极管,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。
一、三极管的结构三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,这两个PN结为:发射结和集电结。
两个PN结把正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,从三个区引出相应的电极,分别为基极b发射极e和集电极c。
根据三个区半导体材料性质的不同,三极管排列方式有PNP型和NPN 型两种,如图所示。
发射区和基区之间的PN结叫发射结,集电区和基区之间的PN结叫集电极。
两种类型管子符号的区别:NPN型管发射极箭头向外,PNP型管发射极箭头向内。
箭头方向表示发射结加正向电压时的电流方向。
NPN型和PNP型两种管子的工作原理是相同的。
为保证三极管具有放大作用,三极管的内部结构具有如下两个特点:(1)三极管的基区做得很薄,约为几到几十微米。
(2)发射区掺入杂质的浓度远大于基区掺杂浓度。
例如,NPN型管发射区(N型区)的电子浓度大于基区(P型区)的空穴浓度。
另外,由于集电区的掺杂浓度不是远大于基区掺杂浓度,集电结的面积比发射结的面积大,所以在使用三极管时,集电极和发射极是不能对调使用的。
NPN型和PNP型两种类型的三极管按照选用半导体材料的不同,有硅管和锗管之分。
目前应用较多的是NPN型硅管。
二、晶体三极管的电流放大作用晶体三极管具有电流放大作用,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。
这是三极管最基本的和最重要的特性。
我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数,用符号“β”表示。
电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值,但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。
三、晶体三极管的三种工作状态截止状态:当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压,基极电流为零,集电极电流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用,集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,我们称三极管处于截止状态。
《晶体三极管》课件
晶体三极管的分类
有两种主要的晶体三极管 类型:PNP和NPN。
2. 晶体三极管的工作原理
1
简单电路
晶体三极管可以作为放大器、开关和振荡器在各种电路中发挥作用。
2
放大器电路
晶体三极管可以放大信号的幅度,使其更适合其他电路的输入。
3
开关电路
晶体三极管可以控制电流的通断,用于构建开关电路。
3. 晶体三极管的应用
5. 晶体三极管的优缺点
1 优点
小巧、高频响应、低功耗、可靠性高、成 本低。
2 缺点
温度敏感、容易受到噪声干扰、容易烧毁。
6. 结论
总结
晶体三极管是一种重要的电子元器件,广泛应用于各种电路和电子设备中。
展望
随着科技的发展,晶体三极管不断改进,将在更广泛的领域发挥作用。
《晶体三极管》PPT课件
晶体三极管是电子学中重要的元器件之一,本课件将介绍晶体三极管的结构、 工作原理、应用、特性以及优缺点,帮助您全面了解晶体三极管。
1. 介绍晶体三极管
ห้องสมุดไป่ตู้
什么是晶体三极管?
晶体三极管是一种半导体 器件,可用作放大,开关 和振荡器。
晶体三极管的结构
晶体三极管由三个不同掺 杂的半导体区域构成:发 射区,基区和集电区。
放大器
晶体三极管可用于构建各类放 大器,如音频放大器、射频放 大器等。
开关
晶体三极管可以用于构建数字 电路和模拟电路中的开关。
振荡器
晶体三极管可以作为振荡器的 关键元件,产生无线电频率信 号。
4. 晶体三极管的特性
基本参数
• 电流放大倍数 • 最大可承受电压 • 最大可承受功率
变化规律
• 输入特性曲线 • 输出特性曲线 • 电流-电压关系
晶体三极管_结构及放大原理
晶体三极管又称晶体管、双极型晶体管;在晶体管中有两类不同的载流子参与导电。
一、晶体管的结构和类型
1.晶体管的结构
在同一个硅片上制造出三个掺杂区域,并形成两个PN结,就形成三极管。
2.晶体管的类型
基极为P的称为NPN型,基极为N的称为PNP型。
二、晶体管的电流放大作用
晶体管的放大状态的外部条件:发射结正偏且集电结反偏。
发射结正偏:发射区的载流子可以扩散到基区
集电结反偏:基区的非平衡少子(从发射区扩散到基区的载流子)可以漂移到集电区。
如果发射结正偏,集电结也正偏,出现的情况将是发射区的载流子扩散到基区,同时集电区的载流子也漂移到基区。
1.晶体管内部载流子运动
①发射结正偏:发射区载流子向基区扩散,基区空穴向发射区漂移
②集电极反偏,非平衡少子运动:从发射区过来的载流子到达基区后,称为非平衡少子(基区是P带正电,载流子是电子,所以是非平衡少子;基区空穴虽然是多子,但是数量比较少),一方面与基区的空穴复合(少量);另一方面,由于集电极反偏,会产生非平衡少子的漂移运动,非平衡少子从基区漂移到集电极,从而产生漂移电流。
由于集电极面积非常大,所以可以产生比较大的漂移电流(到达基区的载流子,由于集电极反偏,所以对基区的非平衡少子有吸引,集电极带正电,非平衡少子带负电)
③集电极反偏,少子漂移电流:由于集电结反偏,处于基区的少子(电子)会漂移运到到集电区;集电区的少子(空穴)会漂移运动到基区
2.晶体管中的电流分关系
三、共射电路放大系数
1.直流放大系数:放大系数:I c=(1+β)I B
2.交流放大系数:直流电流放大系数可以代替交流电流放大系数
四、结语
希望本文对大家能够有所帮助。
三极管结构 参数
三极管结构参数三极管,又称晶体三极管,是一种广泛应用于电子设备和电路中的半导体器件。
其结构简单、功能强大,在电子行业中起着举足轻重的作用。
下面将介绍三极管的结构和参数,以便更好地理解其工作原理和应用。
一、三极管结构1. PN结三极管的基本结构是PN结。
PN结是由p型半导体和n型半导体通过扩散、结合或外加电场形成的结,其中p型半导体富含正电荷载流子(空穴),n型半导体富含负电荷载流子(电子)。
当p型半导体和n型半导体接触时,电子从n型区域向p型区域扩散,而空穴则从p型区域向n型区域扩散,形成电势差。
2. 三层结构三极管通常由三层半导体材料构成,分别是发射层(Emitter)、基区(Base)和集电层(Collector)。
其中发射层为n型半导体,基区为p型半导体,集电层为n型半导体。
这三层结构构成了三极管的基本框架。
3. 接线三极管有三个引线分别对应三个区域,通过适当的接线方式可形成不同的工作方式,如共发射极结构、共基结构和共集结构。
其中共发射极结构常用于放大器和开关电路,共集结构则用于功率放大器等应用。
二、三极管参数1. 最大工作电压(VCEO)最大工作电压指的是集电极和发射极之间可承受的最大电压。
一般情况下,VCEO 的数值越大,三极管的工作范围越广。
2. 最大集电极电流(IC)最大集电极电流是指三极管在特定工作状态下能够承受的最大电流。
它反映了三极管的功率处理能力,是选择三极管用于具体应用时的重要参数。
3. 最大功耗(P)最大功耗指的是三极管在规定条件下能够耗散的最大功率。
其数值与三极管的导热性能和工作环境相关,是进行电路设计时需要考虑的重要参数之一。
4. 最大封装温度(Tj)最大封装温度是指三极管能够承受的最高温度。
这个参数直接影响着三极管的工作可靠性和稳定性。
5. 放大系数(β)放大系数表示三极管增益的大小,是指集电极电流变化与基极电流变化的比值。
β值越大,代表三极管的放大能力越强。
6. 饱和压降(VCEsat)饱和压降是指在三极管处于饱和状态时,集电极和发射极之间的压降。
npn晶体管的结构特点
npn晶体管的结构特点
npn晶体管是一种三极管,由两个不同类型的半导体材料组成。
它的结构特点主要包括以下几个方面:
1. 材料选择
npn晶体管由三种不同的半导体材料组成,分别是N型半导体、P型半导体和N型半导体。
其中,P型半导体夹在两个N型半导体之间,形成了一个PN结。
2. 电极布局
npn晶体管有三个电极:发射极、基极和集电极。
发射极与基极之间形成PN结,而基极与集电极之间也形成PN结。
这样就形成了一个双PN结的结构。
3. 工作原理
当在基极端加上一个正向偏压时,会使得发射区域中的电子被注入到基区域中。
这样就会产生大量的少子(空穴),并且少子会向集电区移动。
当在集电区加上一个正向偏压时,少子就会被吸收,从而形成
一个连续的通路。
4. 放大特性
npn晶体管具有放大作用,在放大器中广泛应用。
当输入信号加到基
端时,它会控制发射区的电子注入量,从而控制集电区的电流。
这样
就可以将小信号放大为大信号。
5. 可靠性
npn晶体管具有高可靠性,因为它的结构简单,制造工艺成熟。
同时,它也具有较高的工作效率和稳定性。
总之,npn晶体管的结构特点包括材料选择、电极布局、工作原理、
放大特性和可靠性等方面。
它是一种重要的半导体器件,在电子技术
领域中得到了广泛应用。
第三讲 晶体三极管
§2.2.3 三极管的主要参数
电流放大系数 三极管的参数是 用来表征管子性 能优劣适应范围 的,是选管的依 据,共有以下三 大类参数。
极间反向电流ICBO 、 ICEO
极限参数
• 极限参数:ICM、PCM、U(BR)CEO
最大集电 极电流 c-e间击穿电压 最大集电极耗散功 率,PCM=iCuCE
4.下列NPN型三极管各个极的电位,处于放 大状态的三极管是( ) A VC=0.3V,VE=0V, VB=0.7V B VC=-4V, VE=-7.4V,VB=-6.7V C VC=6V, VE=0V, VB=-3V D VC=2V, VE=2V, VB=2.7V 5.如果三极管工作在截止区,两个PN结状 态( ) A.均为正偏 B.均为反偏 C.发射结正偏,集电结反偏 D.发射结反偏,集电结正偏
三极管符号
结构特点:
基区很薄且杂质浓度很低;
发射区掺杂浓度高; 集电区面积很大。
二.分类
(1)按半导体结构不同:NPN 型和 PNP 型。
(2)按功率分:小功率管和大功率管。
(3)按工作频率分:低频管和高频管。
(4)按管芯所用半导体材料分:锗管和硅管。
(5)按结构工艺分:合金管和平面管。
(6)按用途分:放大管和开关管。
放大区:发射结正向偏置,集电结反向偏置。
饱和区:发射结和集电结均正向偏置。
截止区:发射结电压小于开启电压,集电结 在电路中的连接方式
共发射极连接 共基极连接 共集电极连接
三极管的特性曲线
概 念
特性曲线是 指各电极之 间的电压与 电流之间的 关系曲线
输入特性曲线
输出特性曲线
(1)三极管的电流放大作用,实质上是用较小的基极电 流信号控制集电极的大电流信号,是“以小控大”的作用。 (2)三极管的放大作用,需要一定的外部条件。
晶体管(三极管)内部结构、管脚识别及电流放大原理图文说明
晶体管(三极管)内部结构、管脚识别及电流放大原理图文说明晶体管实物如图2.2 所示。
图2.2晶体管实物1.晶体管的结构与电路符号半导体晶体管由于在工作时半导体中的电子和空穴两种载流子都起作用,所以属于双极型器件,也称双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor,BJT)。
晶体管的种类很多,按照半导体材料的不同,可分为硅管、锗管;按功率分为小功率管、中功率管和大功率管;按照频率分为高频管和低频管;按照制造工艺分为合金管和平面管等。
通常按照结构的不同分为两种类型:NPN型管和PNP 型管。
图2.3给出了NPN和PNP 管的结构示意图及其图形和文字符号,符号中的箭头方向是晶体管的实际电流方向。
文字符号有时也采用大写。
图2.3晶体管的结构示意与图形和文字符号2.晶体管的判别要准确地了解一只晶体管的类型、性能与参数,可用专门的测量仪器进行测试,但一般粗略判别晶体管的类型和引脚,可直接通过晶体管的型号简单判断,也可利用万用表测量的方法判断。
下面具体介绍其型号的意义及利用万用表简单测量的方法。
⑴晶体管型号的意义晶体管的型号一般由五大部分组成,如3AX31A、3DG12B、3CG14G等。
下面以3DG110B 为例来说明各部分的命名含义。
3D G110B电极数材料与类型功能序号规格号①第一部分由数字组成,表示电极数。
“3”代表晶体管。
②第二部分由字母组成,表示晶体管的材料与类型。
A表示PNP型锗管,B表示NPN 型锗管,C表示PNP型硅管,D表示NPN型硅管。
③第三部分由字母组成,表示晶体管的类型,即表明管子的功能。
④第四部分由数字组成,表示晶体管的序号。
⑤第五部分由字母组成,表示晶体管的规格号。
⑵判别晶体管的引脚、管型及好坏晶体管的引脚必须正确辨认,否则,不但接入电路不能正常工作,还可能烧坏晶体管。
当晶体管上标记不清楚时,可以用万用表来初步确定晶体管的类型(NPN型还是PNP 型),并辨别出e、b、c三个电极。
三极管工作原理(详解)
三极管工作原理(详解)三极管,也叫晶体三极管,简称晶体管,是一种能够放大电路中微小信号的电子元器件。
它的原理是通过控制一个区域的电子流,来改变另一个区域的电流。
晶体管最早由贝尔实验室的威廉·肖克利发明,是现代电子技术的基础之一。
本文将详细讲解三极管的工作原理。
一、晶体管的结构晶体管由三个掺杂不同材料的半导体层构成,分别为发射极(EB)、基极(CB)和集电极(CE)。
发射极(E):它是一个P型半导体,它的厚度很少,通常在0.01毫米以上,但是面积很大,通常在平方数分米。
基极(B):它是一个N型半导体,尽管它的尺寸比发射极大,但它的浓度很低,它是晶体管的控制电极。
集电极(C):它是一个N型半导体,通常比基极大几倍,是晶体管的输出电极。
为了保护晶体管的内部结构,晶体管需要封装成小型的金属或塑料外壳。
封装的芯片会被裸露出来,然后通过银色的金属脚连接电路板。
二、晶体管的工作原理晶体管是一种由硅和其他半导体材料构成的小型电子元件。
它的最重要的特性是可以放大信号。
晶体管的三个引脚在应用中被分别用作发射极、基极和集电极。
晶体管通过控制基极的电压,就能够放大电路中的微小信号。
晶体管具有三个工作区,它们分别是截止区、放大区和饱和区。
1. 截止区当基极电压低于截止电压时,晶体管处于截止状态,整个晶体管的结构中没有电流流动。
2. 放大区当基极电压高于截止电压时,晶体管处于放大状态。
此时,基极电压对晶体管的集电极电流产生控制作用。
如果基极电压升高,晶体管中的电流流向集电极方向就会升高,从而放大晶体管输入的电信号。
3. 饱和区当基极电压继续升高,晶体管中的电流达到最大值时,晶体管就会进入饱和状态。
在饱和区,晶体管可以用作开关,输出高电平或低电平。
三、晶体管的偏置要正确使用晶体管,需要对其进行偏置操作。
晶体管的偏置,是指将晶体管连接到电路中,并用一个外部电源提供所需要的电力。
基极电压在适当的电压下,即可使晶体管处于放大状态。
晶体三极管及其特性
晶体三极管及其特性摘要晶体三极管三个区的工作状态特点可概括为以下三句话:三极管工作在饱和状态时发射结正偏,集电结也正偏;工作在放大状态时发射结正偏、集电结反偏;工作在截止状态时发射结反偏,集电结也反偏。
晶体三极管是电子技术最基本、最重要的器件之一,也是模拟电子技术教学的重点内容。
关键词三极管的结构;输出特性;工作状态;偏置条件晶体三极管在电子线路中起到很大的作用,是其他元器不可替代的。
在实际应用中有三种由三极管组成的放大电路,其中共发射极电路是三种基本电路中最常用的放大电路。
首先了解晶体三极管的结构。
1三极管的结构与作用1.1三极管的结构晶体三极管的结构和类型:晶体三极管是半导体中的一个基本元器件,它在放大状态下有很强的电流放大能力,是电子电路中的最主要的元器件。
三极管是由二个PN结组成,这二个PN结相距很近,两个相距较近的PN结把整块半导体划分为三个依次是发射区、基区和集电区,根据组合方式的不同分为PNP和NPN两种,NPN型管射区内”发射”的是负电子,移动方向与电流方向是不同的,所以发射极方向指向外部;而PNP型管射区内发射出的是正电子,移动方向与电流方向是相同的,所以发射极方向指向内部。
管型的不同在正向电压下的导通方向也不同,发射极方向指向代表着它的导通方向。
1.2 三极管的作用1.2.1晶体三极管可以实现电流放大的作用三极管实现电流放大作用的原理是:三极管能用基极电流的变化来控制集电极电流的变化,基极电流变化很小,导致集电极电流发生很大的变化。
这也是三极管非常重要的特性。
我们把集电极电流变化量与基极电流变化量的比值用符号“β”表示,一般来说“β”是一个定值,但有时ΔIb也可能会有所改变。
晶体三极管有以下三种状态:饱和状态、截止状态和放大状态。
如果加在发射结的电压比PN结的导通电压小,基极中无电流,集电极和发射极也都无电流,在电路中相当于一个断开的开关,三极管就不再有电流放大作用,即为三极管的截止状态。
什么是晶体管及其作用
什么是晶体管及其作用晶体管,也被称为晶体三极管或晶体二极管,是一种半导体器件,广泛应用于电子电路中。
它是现代电子技术的基石,具有重要的作用。
一、晶体管的结构和工作原理晶体管由三个掺杂不同材料的半导体层构成:发射区(Emitter)、基极区(Base)和集电区(Collector)。
发射区和集电区之间被一个非导体的薄层隔离,称为基座(Substrate)。
晶体管有两种基本的工作模式:放大模式和开关模式。
在放大模式下,晶体管可以放大输入信号的电流或电压,并将其输出。
在开关模式下,晶体管可以控制电流流过或不流过,从而实现电路的开关功能。
当外加电压作用于基极-发射结时,发射区的电子被注入基极区,形成电子云。
这些电子继续通过基极区,进入集电区。
这时,基极区的电流即为输出电流。
通过控制基极电流或基极电压,可以调节晶体管的输出电流,从而达到放大或开关的效果。
二、晶体管的作用1. 放大作用晶体管可以放大电流和电压信号。
它可以将微弱的输入信号经过放大后,输出一个较大的信号。
这使得晶体管在无线通信、音频放大、视频显示等领域具有广泛应用。
2. 开关作用晶体管可以作为开关使用,控制电流的通断。
当基极电流或电压达到一定阈值时,晶体管进入饱和或截止区域,电流不再流动或流动。
这使得晶体管在数字电路中实现逻辑运算、计时、存储等功能。
3. 控制作用晶体管可以通过控制其基极电流或基极电压,实现对电路的精确控制。
晶体管的特性使得它在电子设备中起到了重要的调节和控制作用,如电压稳压、电流限制等。
4. 集成作用晶体管的微小尺寸和低功耗特性,使得它可以集成到芯片中。
通过大规模的晶体管集成电路(IC),我们可以实现复杂电子系统的功能,如计算机、手机、数字电视等。
总结:晶体管是一种重要的半导体器件,具有放大、开关、控制和集成等多种功能。
它在现代电子技术中扮演着重要的角色,推动了电子设备的发展和进步。
通过学习晶体管的结构和工作原理,我们可以更好地理解和应用电子电路中的晶体管。
晶体三极管的结构和类型
晶体三极管的结构和类型晶体三极管,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结把正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,如图从三个区引出相应的电极,分别为基极b发射极e和集电极c。
发射区和基区之间的PN结叫发射结,集电区和基区之间的PN结叫集电极。
基区很薄,而发射区较厚,杂质浓度大,PNP型三极管发射区"发射"的是空穴,其移动方向与电流方向一致,故发射极箭头向里;NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子,其移动方向与电流方向相反,故发射极箭头向外。
发射极箭头向外。
发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。
硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。
三极管的封装形式和管脚识别常用三极管的封装形式有金属封装和塑料封装两大类,引脚的排列方式具有一定的规律,如图对于小功率金属封装三极管,按图示底视图位置放置,使三个引脚构成等腰三角形的顶点上,从左向右依次为e b c;对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己,三个引脚朝下放置,则从左到右依次为e b c。
目前,国内各种类型的晶体三极管有许多种,管脚的排列不尽相同,在使用中不确定管脚排列的三极管,必须进行测量确定各管脚正确的位置,或查找晶体管使用手册,明确三极管的特性及相应的技术参数和资料。
晶体三极管的电流放大作用晶体三极管具有电流放大作用,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。
这是三极管最基本的和最重要的特性。
我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数,用符号“β”表示。
电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值,但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。
晶体三极管的三种工作状态截止状态:当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压,基极电流为零,集电极电流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用,集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,我们称三极管处于截止状态。
3极管的结构
3极管的结构3极管,也称为晶体三极管,是目前电子器件中最重要的一种元器件,其特点是具有放大、开关、稳压等多种功能,因此广泛应用于电子技术领域中。
在介绍3极管之前,有必要了解一下它的结构。
1. 基本结构3极管的基本结构由三个掺杂的半导体材料排列组成,分别是P型半导体、N型半导体以及P型半导体。
其中,P型半导体和N型半导体构成PN结,也称为二极管,而另外一个P型半导体则被称为集电极。
3极管中,PN结被称为发射结,集电极则被称为收集极,这种结构使电子在晶体管内部留下一条只能从发射极到集电极流动的反向电流通道。
2. 外部接线在3极管中,有3个引脚,分别是发射极、基极和集电极,对于PNP型3极管和NPN型3极管,这3个引脚的位置和接线方式是不同的。
对于PNP型3极管,发射极和集电极都是P型半导体,而基极是N型半导体。
因此,我们将两个正极连接一起,用来连接向P型半导体的正电位,将N型半导体连接到负电位。
而对于NPN型3极管,发射极和集电极都是N型半导体,而基极是P型半导体,因此基极赋予3极管一个电信号供电,当基极导通时,电流从发射极流向集电极,在3极管中形成一条高速的电子通路。
3. 工作原理3极管的工作原理可以分为两个阶段来描述,即放大阶段和开关阶段。
在放大阶段,将信号应用于基极,当基极和发射极之间的电压达到晶体管所选择的电压时,晶体管内部的多数载流子(electron和hole)就开始漂移,并且这种漂移是支持放大的。
在开关阶段,当晶体管的基极上施加电压时,就会形成一个电流堵塞通道,进而使集电极上的电压降低。
因此,开关输出阶段就能够通过对基极的控制来控制电路的电流。
总之,3极管是具有重要意义的电子器件,其结构包括基本结构、外部接线以及工作原理。
我们再次强调3极管在电子技术领域中的重要性,希望大家通过这篇文章对其有更清晰的认识和理解。
晶体三极管的工作原理
晶体三极管的工作原理晶体三极管是一种常用的电子元件,广泛应用于电子电路中。
它是由一块半导体材料制成的,具有三个电极,分别是发射极、基极和集电极。
晶体三极管的工作原理是基于半导体材料的特性和PN结的正向、反向偏置效应。
我们来了解一下晶体三极管的结构。
晶体三极管由两个PN结组成,其中一个PN结是发射结,另一个PN结是集电结。
发射结和集电结之间有一块极薄的P型或N型半导体材料,称为基区。
发射极连接到P型材料,集电极连接到N型材料,而基极则连接到基区。
晶体三极管的工作原理可以通过PN结的正向、反向偏置来解释。
当PN结处于正向偏置时,即P端连接正电压,N端连接负电压,这时发射结和集电结都处于正向偏置状态。
在这种情况下,发射结和集电结之间形成一个导电通道,电流可以从发射极流向集电极。
这时,晶体三极管处于放大状态,从而实现信号放大的功能。
当PN结处于反向偏置时,即P端连接负电压,N端连接正电压,这时发射结和集电结都处于反向偏置状态。
在这种情况下,发射结和集电结之间的导电通道被截断,电流无法通过。
晶体三极管处于截止状态,不起放大作用。
晶体三极管的放大作用是基于PN结的正向偏置效应。
当输入信号加在发射结上时,发射结的电流会随着信号的变化而变化。
这时,发射结的电流会引起基极电流的变化,而基极电流的变化会进一步引起集电极电流的变化。
因此,晶体三极管可以放大输入信号,并输出一个放大后的信号。
晶体三极管的工作原理还涉及到三极管的工作区域。
根据输入信号的幅度和极性,晶体三极管可以分为截止区、放大区和饱和区。
当输入信号很小或为负值时,三极管处于截止区,不起放大作用。
当输入信号逐渐增大时,三极管进入放大区,可以放大输入信号。
当输入信号达到一定幅度时,三极管进入饱和区,无法继续放大信号。
总结来说,晶体三极管的工作原理是基于PN结的正向、反向偏置效应。
通过正向偏置,晶体三极管可以放大输入信号,并输出一个放大后的信号。
而通过反向偏置,晶体三极管处于截止状态,不起放大作用。
晶体管的结构及性能
(一)晶体管的结构特性1.晶体管的结构晶体管内部由两PN结构成,其三个电极分别为集电极(用字母C或c表示),基极(用字母B或b表示)和发射极(用字母E或e表示)。
晶体管的两个PN结分别称为集电结(C、B极之间)和发射结(B、E极之间),发射结与集电结之间为基区。
根据结构不同,晶体管可分为PNP型和NPN型两类。
在电路图形符号上可以看出两种类型晶体管的发射极箭头(代表集电极电流的方向)不同。
PNP型晶体管的发射极箭头朝内,NPN型晶体管的发射极箭头朝外。
2.三极管各个电极的作用及电流分配晶体管三个电极的电极的作用如下:发射极(E极)用来发射电子;基极(B极)用来控制E极发射电子的数量;集电极(C极)用业收集电子。
晶体管的发射极电流IE与基极电流IB、集电极电流IC之间的关系如下:IE=IB+IC3.晶体管的工作条件晶体管属于电流控制型半导体器件,其放大特性主要是指电流放大能力。
所谓放大,是指当晶体管的基极电流发生变化时,其集电极电流将发生更大的变化或在晶体管具备了工作条件后,若从基极加入一个较小的信号,则其集电极将会输出一个较大的信号。
晶体管的基本工作条件是发射结(B、E极之间)要加上较低的正向电压(即正向偏置电压),集电结(B、C极之间)要加上较高的反向电压(即反向偏置电压)。
晶体管发射结的正向偏置电压约等于PN结电压,即硅管为0.6~0.7V,锗管为0.2~0.3V。
集电结的反向偏置电压视具体型号而定。
4.晶体管的工作状态晶体管有截止、导通和饱和三种状态。
在晶体管不具备工作条件时,它处截止状态,内阻很大,各极电流几乎为0。
当晶体管的发射结加下合适的正向偏置电压、集电结加上反向偏置电压时,晶体管导通,其内阻变小,各电极均有工作电流产生(IE=IB+IC)。
适当增大其发射结的正向偏置电压、使基极电流I B增大时,集电极电流IC和发射极电流IE也会随之增大。
当晶体管发射结的正向偏置电压增大至一定值(硅管等于或略高于0.7V,锗管等于或略高于0. 3V0时,晶体管将从导通放大状态进入饱和状态,此时集电极电流IC将处于较大的恒定状态,且已不受基极电流IB控制。
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Rc
负载电阻,
N 集电极供 电
Vcc
P
N
NPN
Rb
Rc
VccPNPFra bibliotekRcRb
Vcc
2、三极管的电流放大作用
仿真实验,读出IB、IC、IE
IB
0mA
0.02mA
0.04mA
0.06mA
IC
0mA
2mA
4mA
6mA
IE
0mA
2.02mA
4.04mA
6.06mA
分析表格中数据,你能得出哪些结论?
(1)三个电极的电流分配关 IE=IB+IC IC IE
总结:三极管工作状态由偏置情况决定。
管型
放大状态 饱 和状 放 大状态 态
电压条件
发射结正偏 发射结正偏 发射结正偏,
集电结反偏
或零 偏 , 集电结反偏
集电结正偏
电位条件 NPN
PNP
VC>VB>VE VB≤VE VC<VB<VE VB≥VE
VB>VE,VB>Vc VB<VE,VB<VC
练习:1.判别三极管的工作状态 , 如果是PNP管呢
指导: 1.中间电位值的为基极。 2.电位值接近基极的为发射极。电位值与基极相差较大的是集电极。 3.VBE约0.7V或接近,为NPN VBE约0.3V或接近,为PNP)
2、判断三极管的放大状态,各极 名称、管型。
小结
三极管工作状态由偏置情况决定。
放大
截止
饱和
发射结正偏 发射结反偏 发射结正偏
集电结反偏
截止状态
(2)饱和区:
• ①VCE较小的区域。 VCE<VBE
• ②电流特点:IC不随IB的 增大而变化。IB不能控制 IC,IC VCC/RC
• ③饱和时的VCE值为饱和 压降。VCES:硅管为0.3 V,锗管为0.1 V
• .电压条件:发射结、集电 结都正偏,处于饱和
饱和状态
想一想:在饱和状态下,IB能控制IC吗?NPN管和PNP 管的VE和VB的关系? 三极管的等效电阻RCE是大还是小?相当于C、E怎么样?
2.三种状态——三个区
•
(1)截止区:
•
①IB =0,三极管
截止,IB=0以下的区域。
• ②电流特点:IB=0, IC=ICEO≠0,ICEO叫穿 透电流。IB
•
③电压条件:三极
管发射结反偏或两端电
压为零时,为截止状态。
• 想一想:在截止状态下, IB能控制IC吗?NPN管 VB<=VE,和PNP管的 VE<=VB,三极管的等效 电阻RCE是大还是小? 相当于C、E断开吗?
2.1晶体三极管的结构
一、结构与分类
1、外形 观察外形特点:
2、结构
• 三极管的核心是两个互相联系的 PN结。
• 按组合方式不同,分为PNP和NPN两类
内部结构
{ 三区
发射区 基区
集电区
{ 发射极
三极 基极 集电极
两个结{
发射结 集电结
想一想:三极管的集电极和发射极能互换吗?
3、分类
• 按管芯半导体材料:硅管 锗管
三极管的输入电流IB与输入电压VBE之间的关系 2.输入特性曲线
当VBE大于发射结死区电压时,(硅管约0.5V,锗管约0.2V)IB 开始导通。VBE升高,IB就增大。导通后VBE的电压称为发射结 正向电压或导通电压值,硅管为0.7 V,锗管约为0.3 V。
三极管的输出特性曲线
定义: 每一个固定的IB值,三极管的输出电流 IC和输出电压VCE之间的对应关系。
结束语
•Thank you!!!
四、三极管使用手册
• 晶体管手册可以查三极管的:型号、用途、主要 参数等。阅读几种典型三极管的主要参数。教材 P41和附录2
国产三极管的型号分为五部分
3
三极 管
D
材料 及类 型 NPN 硅
D
功率 和频 率 低频、 大功 率
15 序号
D
规格 号
(3)放大区:
①电流特点:IC受IB 控制,ΔIC=βΔIB, 具有电流放大作用。 ②恒流特性:IB一定, IC不随VCB变化,IC 恒定。
③电压条件:发射结 正偏,集电结反偏,
处于放大状态。
???想一想:在放大状态下,IB能控制IC吗? NPN管和PNP管的VE和VB的关系? 三极管的等效电阻RCE有什么特点?IB控制RCE的吗?
按内部结构:NPN
PNP
按工作频率:
工作频率大于3MHz 高频管 工作频率低于3MHz 低频管
按功率:大功率管(大于1W)、小功率管 (小于1W)
按用途:普通放大管、开关三极管
二、三极管的电流放大作用
1、三极管的工作电压
要使三极管能正常放大信号,必须: 给发射结加正向电压,给集电结加反向电压
基极偏 Rb 置电阻, 为发射 结提供 正向偏 压
系(2)三极管具有电流放大作用:直流电流 放大系数 IC
IB
引入
• 在电路维修和故障 分析中,常常要根 据测量的电压,判 定三极管是否正常 工作,判定是三极 管坏了还是电路其 他元件坏了。就很 有必要掌握三极管 的三种工作状态及 特点.
• 三极管的特性曲线
三、 三极管共发射极输入特性
1、三极管的输入特性
练习3 根据输出特性曲线计算直流放 大系数、交流放大系数、ICEO等
作业
P46 复习思考题:
4、5
工程应用
• 三极管处于放大工作状态判定 • NPN:VC>VB>VE • PNP: VC<VB<VE • 测得VC=VCC,三极管处于截止状态 • 测得VC接近于零(硅管小于0.7V,锗管小
于0.3V),三极管处于饱和状态。
或零 偏 集电结反偏
集电结正偏
三种状态的特点 截止状态:IB=0,相当于开关断开,VCE=VG; 放大状态:IC=βIB或ΔIC=βΔIB,IB控制IC的变 化,而且具有恒流特点,即IB不变,IC不随VCE而改 变。
饱和状态:IC不能控制IB,VCE=VCES=硅管约 0.3V,锗管约0.1V,相当于C、E间短路。