三极管的认识与检测
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
分析结果 放大倍数
NPN型9013
测量现象 PNP型9012
从左到右E B C 108 β
从左到右E B C 266 β
检测方法
1.万用表置于hFE 挡 2.插入对应的PNP、 NPN晶体管测试座插 孔。 B极不变，再判断C E 极，显示读数较大的 时候，对应的就是C E极。读数较大的数 值就是三极管的放大 倍数β。
2．用数字万用表检测三极管的类型和基极
任务目标Βιβλιοθήκη 表4-12 三极管类型和基极检测2．用数字万用表检测三极管的类型和基极
任务实施
表4-12 三极管类型和基极检测
任务实施
3．用数字万用表检测三极管C极、E极和放大倍数β
1.万用表置于hFE 挡
2.插入对应的PNP、 NPN晶体管测试座插 孔。
测量 目的 判断C E 极
反向击穿电压是指基极开路时，加在集电极和发射极之间的所能承受的最大反向电 压。用表示。 5.集电极最大允许耗散功率
三极管正常工作时，集电结所允许的最大耗散功率称为集电极最大允许耗散功率，用 表示。<1W的称为小功率管，>1W的称为大功率管。
知识链接
六、三极管在汽车电子闪光器的应用
汽车电子闪光器电路如图4-36所示。其工作过程为：
高频放大功率1W
小功率三极管
S9013
低频放大功率约0.5W
知识链接
2.按类型分类
三极管按类型分类，分为表4-16所示NPN与PNP两种类型的三极管。
表4-16 NPN与PNP两种类型的三极管
类型
外形
符号
用途
PNP
按电路要 求使用
NPN
按电路要 求使用
知识链接
二、三极管的结构
1.三极管由两个PN结构成，两个PN结把整个半导体基片分成三部分， 中间部分是发射区和集电区。根据P型半导体和N型半导体的排列方式不 同，可分为PNP和NPN两种。
知识链接
五、三极管的参数
三极管的参数是设计电路、选用三极管的依据，主要有电流放大系数， 穿透电流、集电极最大允许电流、反向击穿电压和集电极最大耗散功率。
1.电流放大系数β
通常三极管的电流放大系数β值在20~280，β值太小，放大能力差；β值 太大，工作性能不稳定。常用的β值在100左右为宜。
2.穿透电流
表4-13 三极管C极、E极和放大倍数β检测
想一想：
既然三极管能采用上述方法进行测量，那么如果对 比二极管，您能总结出来它的结构吗？它又是怎样 工作的呢？
实施评价
表4-14 实施评价
序号 1
2
评价项目 能用万用表判别三极管的类型。
找出 B C E极，并判别三极管的好坏。
分值 35
20
评分标准 1.不能找出 B C E极扣5分。 2.不能能够用万能表检测三极管的类型扣5分。
2.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结叫集电结。如图432所示，图中箭头方向为发射结处在正向偏置时发射极电流方向。
知识链接
（a）NPN管及其符号
（b）PNP管及其符号
图4-32 三极管的结构与电路图形符号
知识链接
三、三极管的开关作用和放大作用实验
图4-36 电子闪光器原理图
知识链接
1. 在图4-36中，当转向灯开关打开时，晶体管VT1的基极电流由两路提供，一 路经电阻R2，另一路经电阻R1和电容C，晶体管VT1导通，复合晶体管VT2、VT3处于 截止状态，由于VT1的导通电流很小，仅60mA作用，故转向灯不亮。与此同时，电源 对电容器C充电，随着电容器C两端的电压升高，充电电源逐渐减小，晶体管VT1由导 通变为截止。这时A点点位升高，当其电位达到1.4V时，晶体管VT2导通，VT3也随之 导通，于是转向灯点亮。此时，电容器C经过电阻R1、R2放电，电容器放电完成后， 接着电源又对电容器C充电，晶体管VT1导通，VT2、VT3截止，转向灯熄灭，如此反 复，使转向灯闪烁，具体的闪烁频率由电路中元件的参数决定。
知识链接
（3）放大区 输出特性曲线的平坦部分与轴之间的区域称为放大区。三极管处于放大状
态时，发射结正偏，集电结反偏。在这个区域，集电极电流受控于基极电流， 体现了三极管的电流放大作用，有=β。特性曲线的间隔大小反映了管子的β值， 体现了不同三极管的电流放大作用；对于一定的，基本不受的影响，即无论 怎么变化，几乎不变，这说明三极管有恒流特性。
汽车电工电子基础
任务目标
任务三 三极管的认识与检测
1. 知识目标：了解三极管的结构、电路符号、引脚、放大特性和开 关特性及其在汽车电路当中的应用，了解小、中、大功率三极管的 外形特征。 2.技能目标：用数字万用表检测三极管类型、鉴别质量好环BCE极判 别和放大倍数测量。 3.素养目标：通过实践操作，养成认真记录、计算验证、规范操作 和安全文明生产的职业习惯。
知识链接
图4-35 三极管的输出特性曲线
知识链接
（1）截止区 把=0时的曲线与轴之间的区域称为截止区。三极管工作在截止区时，发
射结和集电结均为反偏，相当于一个开关断开状态。在此区域，三极管失去 了电流放大能力。 （2）饱和区
输出特性曲线族陡直上升且互相重合的曲线与纵轴之间的区域称为饱和 区。三极管工作在饱和区时，发射结和集电结都处于正向偏置。在这个区域， 各值所对应的输出特性曲线几乎重合在一起，随的升高而增大，当变化时， 基本不变，≈，即不受的控制，三极管失去电流放大作用。在此区域，相当于 一个开关闭合状态。
三极管的开关作用和放大作用实验图如图4-33所示。
图4-33 三极管的作用实验电路
知识链接
三、三极管的开关作用和放大作用实验
1．实验器材 12V直流稳压电压、9013三极管、可调电阻、限流电阻、灯泡、电流表、 毫安表 2．步骤 （1）根据图4-33，接好电路。 （2）接通电源，调节Rx，观察灯泡L的亮度变化，并填到表4-17中； （3）观察毫安表mA和电流表A的读数，并记录到表4-17中。
表4-17 实验数据记录
灯泡L的亮度
不亮
微亮
较亮
很亮
最亮
毫安表mAIB
电流表AIC
知识链接
知识链接
3.结论
（1）当IB 为0时，Ic也为0，此时，灯泡不亮，表示三极管处于截止状 态，相当于开关关断； （2）当IB 为逐渐增大时，Ic也快速增大，此时，灯泡逐渐变亮，表示 三极管进入放大状态；此时，有IC=βIB （3）当IB 增大到某一数值时，Ic不再增大，此时，灯泡亮度维持不变， 表示三极管处于饱和导通状态，相当于开关接通。
任务描述
三极管在汽车当中有着广泛的应用，本任务 以万用表测量为手段，从认识三极管的特性和结 构开始，进一步理解三极管在汽车当中的应用和 工作原理。
任务实施
1．器材
数字万用表，如图4-29所示；9012三极管，如图4-30所示； 9013三 极管，如图4-31所示。
图4-29 数字万用表 图4-30 9012三极管 图4-31 9013三极管
用万用表检测三极管性能的好坏错误每个扣 10分。
扣分
3
读出放大倍数
4
三极管应用及电路图分析
5
安全文明生产
10
检测不会读出放大倍数扣10分
20
1.三极管的应用，至少说出3个，少一个扣3分；
2.电路图分析错误，扣5分
10
1.不按指导老师要求操作扣6分
2.操作完毕，不按要求把器件、工具和万用表归位扣6分
3.不进行工位清洁和整理扣5分。
知识链接
四、三极管的伏安特性
三极管的特性曲线是指各电极间电压和各电极电流之间的关系曲线，其中主要有输入特性 曲线和输出特性曲线两种。现分别介绍三极管的输入特性曲线、输出特性曲线。
1．输入特性曲线
输入特性曲线是指为某一固定值时，输入回路中的和之间的关系曲线，如图4-34所示。
图4-34 三极管的输入特性曲线
6
时间限制25分钟
7
合计
5
超时3min扣1分，超时5min，扣5分
成绩
教师签 名
学生签名
知识链接
一、三极管分类
1.按功率分类
三极管按功率分类，分为表4-15所示不同的3种。
种类 大功率三极管
表4-15 不同功率的三极管
外形
符号
知识链接
用途
2N3773
多用于音频功放 功率 达到50W
中功率极管
S8050
基极开路时（=0），集电极和发射极之间的反向电流称为穿透电流， 用表示，随温度的升高而增大，越小，管子的性能越稳定。硅管的穿透电 流比锗管小，因此硅管的稳定性较好。
知识链接
五、三极管的参数
3.集电极最大允许电流 集电极最大允许电流是指正常工作时，集电极允许的最大电流。当超过一定值时，
电流放大β系数会下降，如果超过了，β会下降到无法正常工作的程度。 4.反向击穿电压
知识链接
输入回路中，由于发射结实是一个正向偏置的PN结，因此，输入特性就 与二极管的正向伏安特性相似，不同的是输出电压对输入特性有影响。当 ≥1V时，不同值得输入曲线基本重合。
2．输出特性曲线 输出特性曲线是指为某一固定值时，输出回路中和之间的关系曲线，如 图4-35所示。在图中每一条曲线都与一个值相对应。根据输出特性曲线， 三极管的工作区域可分为三种情况：
NPN型9013
测量现象 PNP型9012
从左到右E B C 108 β
从左到右E B C 266 β
检测方法
1.万用表置于hFE 挡 2.插入对应的PNP、 NPN晶体管测试座插 孔。 B极不变，再判断C E 极，显示读数较大的 时候，对应的就是C E极。读数较大的数 值就是三极管的放大 倍数β。
2．用数字万用表检测三极管的类型和基极
任务目标Βιβλιοθήκη 表4-12 三极管类型和基极检测2．用数字万用表检测三极管的类型和基极
任务实施
表4-12 三极管类型和基极检测
任务实施
3．用数字万用表检测三极管C极、E极和放大倍数β
1.万用表置于hFE 挡
2.插入对应的PNP、 NPN晶体管测试座插 孔。
测量 目的 判断C E 极
反向击穿电压是指基极开路时，加在集电极和发射极之间的所能承受的最大反向电 压。用表示。 5.集电极最大允许耗散功率
三极管正常工作时，集电结所允许的最大耗散功率称为集电极最大允许耗散功率，用 表示。<1W的称为小功率管，>1W的称为大功率管。
知识链接
六、三极管在汽车电子闪光器的应用
汽车电子闪光器电路如图4-36所示。其工作过程为：
高频放大功率1W
小功率三极管
S9013
低频放大功率约0.5W
知识链接
2.按类型分类
三极管按类型分类，分为表4-16所示NPN与PNP两种类型的三极管。
表4-16 NPN与PNP两种类型的三极管
类型
外形
符号
用途
PNP
按电路要 求使用
NPN
按电路要 求使用
知识链接
二、三极管的结构
1.三极管由两个PN结构成，两个PN结把整个半导体基片分成三部分， 中间部分是发射区和集电区。根据P型半导体和N型半导体的排列方式不 同，可分为PNP和NPN两种。
知识链接
五、三极管的参数
三极管的参数是设计电路、选用三极管的依据，主要有电流放大系数， 穿透电流、集电极最大允许电流、反向击穿电压和集电极最大耗散功率。
1.电流放大系数β
通常三极管的电流放大系数β值在20~280，β值太小，放大能力差；β值 太大，工作性能不稳定。常用的β值在100左右为宜。
2.穿透电流
表4-13 三极管C极、E极和放大倍数β检测
想一想：
既然三极管能采用上述方法进行测量，那么如果对 比二极管，您能总结出来它的结构吗？它又是怎样 工作的呢？
实施评价
表4-14 实施评价
序号 1
2
评价项目 能用万用表判别三极管的类型。
找出 B C E极，并判别三极管的好坏。
分值 35
20
评分标准 1.不能找出 B C E极扣5分。 2.不能能够用万能表检测三极管的类型扣5分。
2.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结叫集电结。如图432所示，图中箭头方向为发射结处在正向偏置时发射极电流方向。
知识链接
（a）NPN管及其符号
（b）PNP管及其符号
图4-32 三极管的结构与电路图形符号
知识链接
三、三极管的开关作用和放大作用实验
图4-36 电子闪光器原理图
知识链接
1. 在图4-36中，当转向灯开关打开时，晶体管VT1的基极电流由两路提供，一 路经电阻R2，另一路经电阻R1和电容C，晶体管VT1导通，复合晶体管VT2、VT3处于 截止状态，由于VT1的导通电流很小，仅60mA作用，故转向灯不亮。与此同时，电源 对电容器C充电，随着电容器C两端的电压升高，充电电源逐渐减小，晶体管VT1由导 通变为截止。这时A点点位升高，当其电位达到1.4V时，晶体管VT2导通，VT3也随之 导通，于是转向灯点亮。此时，电容器C经过电阻R1、R2放电，电容器放电完成后， 接着电源又对电容器C充电，晶体管VT1导通，VT2、VT3截止，转向灯熄灭，如此反 复，使转向灯闪烁，具体的闪烁频率由电路中元件的参数决定。
知识链接
（3）放大区 输出特性曲线的平坦部分与轴之间的区域称为放大区。三极管处于放大状
态时，发射结正偏，集电结反偏。在这个区域，集电极电流受控于基极电流， 体现了三极管的电流放大作用，有=β。特性曲线的间隔大小反映了管子的β值， 体现了不同三极管的电流放大作用；对于一定的，基本不受的影响，即无论 怎么变化，几乎不变，这说明三极管有恒流特性。
汽车电工电子基础
任务目标
任务三 三极管的认识与检测
1. 知识目标：了解三极管的结构、电路符号、引脚、放大特性和开 关特性及其在汽车电路当中的应用，了解小、中、大功率三极管的 外形特征。 2.技能目标：用数字万用表检测三极管类型、鉴别质量好环BCE极判 别和放大倍数测量。 3.素养目标：通过实践操作，养成认真记录、计算验证、规范操作 和安全文明生产的职业习惯。
知识链接
图4-35 三极管的输出特性曲线
知识链接
（1）截止区 把=0时的曲线与轴之间的区域称为截止区。三极管工作在截止区时，发
射结和集电结均为反偏，相当于一个开关断开状态。在此区域，三极管失去 了电流放大能力。 （2）饱和区
输出特性曲线族陡直上升且互相重合的曲线与纵轴之间的区域称为饱和 区。三极管工作在饱和区时，发射结和集电结都处于正向偏置。在这个区域， 各值所对应的输出特性曲线几乎重合在一起，随的升高而增大，当变化时， 基本不变，≈，即不受的控制，三极管失去电流放大作用。在此区域，相当于 一个开关闭合状态。
三极管的开关作用和放大作用实验图如图4-33所示。
图4-33 三极管的作用实验电路
知识链接
三、三极管的开关作用和放大作用实验
1．实验器材 12V直流稳压电压、9013三极管、可调电阻、限流电阻、灯泡、电流表、 毫安表 2．步骤 （1）根据图4-33，接好电路。 （2）接通电源，调节Rx，观察灯泡L的亮度变化，并填到表4-17中； （3）观察毫安表mA和电流表A的读数，并记录到表4-17中。
表4-17 实验数据记录
灯泡L的亮度
不亮
微亮
较亮
很亮
最亮
毫安表mAIB
电流表AIC
知识链接
知识链接
3.结论
（1）当IB 为0时，Ic也为0，此时，灯泡不亮，表示三极管处于截止状 态，相当于开关关断； （2）当IB 为逐渐增大时，Ic也快速增大，此时，灯泡逐渐变亮，表示 三极管进入放大状态；此时，有IC=βIB （3）当IB 增大到某一数值时，Ic不再增大，此时，灯泡亮度维持不变， 表示三极管处于饱和导通状态，相当于开关接通。
任务描述
三极管在汽车当中有着广泛的应用，本任务 以万用表测量为手段，从认识三极管的特性和结 构开始，进一步理解三极管在汽车当中的应用和 工作原理。
任务实施
1．器材
数字万用表，如图4-29所示；9012三极管，如图4-30所示； 9013三 极管，如图4-31所示。
图4-29 数字万用表 图4-30 9012三极管 图4-31 9013三极管
用万用表检测三极管性能的好坏错误每个扣 10分。
扣分
3
读出放大倍数
4
三极管应用及电路图分析
5
安全文明生产
10
检测不会读出放大倍数扣10分
20
1.三极管的应用，至少说出3个，少一个扣3分；
2.电路图分析错误，扣5分
10
1.不按指导老师要求操作扣6分
2.操作完毕，不按要求把器件、工具和万用表归位扣6分
3.不进行工位清洁和整理扣5分。
知识链接
四、三极管的伏安特性
三极管的特性曲线是指各电极间电压和各电极电流之间的关系曲线，其中主要有输入特性 曲线和输出特性曲线两种。现分别介绍三极管的输入特性曲线、输出特性曲线。
1．输入特性曲线
输入特性曲线是指为某一固定值时，输入回路中的和之间的关系曲线，如图4-34所示。
图4-34 三极管的输入特性曲线
6
时间限制25分钟
7
合计
5
超时3min扣1分，超时5min，扣5分
成绩
教师签 名
学生签名
知识链接
一、三极管分类
1.按功率分类
三极管按功率分类，分为表4-15所示不同的3种。
种类 大功率三极管
表4-15 不同功率的三极管
外形
符号
知识链接
用途
2N3773
多用于音频功放 功率 达到50W
中功率极管
S8050
基极开路时（=0），集电极和发射极之间的反向电流称为穿透电流， 用表示，随温度的升高而增大，越小，管子的性能越稳定。硅管的穿透电 流比锗管小，因此硅管的稳定性较好。
知识链接
五、三极管的参数
3.集电极最大允许电流 集电极最大允许电流是指正常工作时，集电极允许的最大电流。当超过一定值时，
电流放大β系数会下降，如果超过了，β会下降到无法正常工作的程度。 4.反向击穿电压
知识链接
输入回路中，由于发射结实是一个正向偏置的PN结，因此，输入特性就 与二极管的正向伏安特性相似，不同的是输出电压对输入特性有影响。当 ≥1V时，不同值得输入曲线基本重合。
2．输出特性曲线 输出特性曲线是指为某一固定值时，输出回路中和之间的关系曲线，如 图4-35所示。在图中每一条曲线都与一个值相对应。根据输出特性曲线， 三极管的工作区域可分为三种情况：