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。
结论：要使三极管起放大作用，必须保证发射结加正向 偏置电压，集电结加反向偏置电压。
作业1. 现测得放大电路中两只管子两个电极的电流如图所示。分 别求另一电极的电流，标出其实际方向，并在圆圈中画出 管子，说明三极管类型。
1．输入特性曲线
输入特性：在 VCE 一定的条件下，加在三极管 基极与发射极之间的电压 VBE 和它产生的基极电流 IB 之间的关系。
测试方法： 改变 RP2 可改变 VCE ， VCE 一定后，改变 RP1 可得到不同的 VBE 和 IB 。
由图可见： （1）当 V CE ≥ 1 V 时，特性曲线基本重合。 （2）当 VBE 很小时，IB 等于零，三极管处于截止状态。 （3）当 VBE 大于门槛电压（硅管约 0.5 V，锗管约 0.2 V）时，IB 逐 渐增大，三极管开始导通。 （4）三极管导通后，VBE 基本不变。硅管约为 0.7 V ，锗管 约为 0.3 V ，称为三极管的导通电压。 （5）VBE 与 IB 成非线性关系。
2．三极管的电流放大作用
由表 1-1 的数据可看出， 当基极电流 IB 由 0.03 mA 变到 0.04 mA 时，集电极电 流 IC 由 1.74 mA 变到 2.23 mA 。上面两个变化量之比 为
I I
C 0.59 mA 59 B
0.01 mA
结论:IC=βIB
由此可见，基极电流的微小变化控制了集 电极电流较大的变化，这就是三极管的电流 放大原理。 注意：
2．输出特性曲线
输出特性：在 IB 一定条件下时，集电极与发射极之间的 电压 VCE 和集电极电流 IC 之间的关系。
测试电路 如图所示
测试方法：先调节 RP1，使 IB 为一定值，再调节 RP2 得到不同的VCE、IC。
输出特性曲线
输出特性曲线族可分三个区：
（1）截止区 条件：发射结反偏或两端电压为零。 特点： IB = 0，IC = 0 。 （2）放大区 条件：发射结正偏，集电结反偏。 特点： IC 受 IB 控制 ，即 IC = IB 。
UC UB UE
UE UB UC
(1)找出相差0.2V或0.7V的两个极，为基极和发射极； 并确定三极管为硅管还是锗管。 (2)根据第三极是最高还是最低确定为NPN型还是PNP型。 第三极为C极，且C极最高的为NPN型，最低的为PNP型。 (3)正确画出三极管。
例1 现已测得某电路中几只NPN晶体管三个极的直流电 位如下，各晶体管开启电压均为0.5V。试判断各管的工 作状态。
IB/mA IC/mA IE/mA 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
结论：IE = IB + IC 三极管的电流分 配规律：发射极电流 等于基极电流和极电 极电流之和。
100
50
作业2. 测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图所示。在圆圈 中画出管子，并分别说明它们是硅管还是锗管。
作业3. 已知某三极管的IB1=10μA时，IC1=0.8mA, 当IB2=30μA时，IC2=2.4mA,求该三极管的 β值是多少？
解题方法
三极管均处于放大状态
硅管 ube=0.7V 锗管 ueb=0.2V
在放大状态，当 IB 一定时，IC 不随 VCE 变化，即放大状态的三极管具有 恒流特性。
（3）饱和区 条件：发射结和集电结均为正偏。 特点：VCE = VCES。 VCES 称为饱和管压降，小功率硅管约 0.3 V，锗管约为 0.1 V。
饱和形成原因： 在放大区 ： IB ↑ → IC ↑ → VCE
安全工作区
三极管参数为PCM=800mW, ICM=100mA, UBR(CEO)=30V,在下列几种情况中，（ ）属 于正常工作。 A．UCE=15V，IC=150 mA B．UCE=20V，IC=80 mA C．UCE=35V，IC=100 mA D．UCE=10V，IC=50mA
第三讲 晶体三极管
三极管的不同封装形式
金属封装
塑料封装
大功率管
中功率管
一. 晶体管的结构及类型及符号
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，就构成了晶体管。 发射极，用E或e 集电极，用C或c 表示 表示。 集电区 发射区
基区 发射结 (Je)
两种类型的三极管
集电结(Jc) 基极，用B或b表示
§Ì ¾ å ¹ Ü T1 T2 T3 T4
»¼ ù «Ö ±Á ÷µ çÎ » U B /V ¢É · ä¼ «µ çÎ » U E /V ¯µ ¼ ç¼ «Ö ±Á ÷µ çÎ » U C /V ¤× ¹ ÷× ´Ì ¬
0.7 0 5
放大
1 0.3 0.7
饱和
-1 -1.7 0
放大
0 0 15
截止
uBE 0 uCE uBE
电流关系：
vcc iC I B ， ic RC
在模拟电路中， 绝大多数情况下应 保证晶体管工作在 放大状态。
在数字电路中， 晶体管工作在截止 状态或饱和状态， 即开关状态。
1.有万用表测得PNP晶体管三个电极的电位分别是 VC=6V，VB=0.7V，VE=1V则晶体管工作在（ ）状态 A、 放大 B、截止 C、饱和 D、损坏 2、三极管工作在放大区，要求（ ） A、发射结正偏，集电结正偏 B、发射结正偏，集电结反偏 C、发射结反偏，集电结正偏 D、发射结反偏，集电结反偏 3.一NPN型三极管三极电位分别有VC=3.3V，VE=3V， VB=3.7V，则该管工作在（ ） A．饱和区 B．截止区 C．放大区 D．击穿区
国产三极管的命名方式
3 D G 6
A：PNP锗材料 三 表 高 设 频 计 极 示 管 序 管 器 号 件 材 料 和 极 性
B：NPN锗材料
C：PNP硅材料
D：NPN硅材料
三.
三极管的电流放大作用
1．三极管各电极上的电流分配 三极管电流分配实验电路如图所示。
实验数据
表1-1 三极管三个电极上的电流分配
1.截止区 发射结反偏，集电结反偏。 电压关系： 电流关系：
uBE 0 uCE uBE
IB 0 iC 0
2. 放大区： 电压关系：
发射结正偏，集电结反偏。
uBE 0 uCE uBE
电流关系：
iC IB iC IB
3. 饱和区 电压关系：
发射结正偏，集电结正偏。