第2讲：稳压管、三极管

+
+
mA RC
RB
V UCE
+
V UBE 输入回路 – + –
输出回路 – –
EC
EB
共发射极电路
发射极是输入回路、输出回路的公共端
各电极电流
IB(mA)
IC(mA) 0 0.02 0.04 1.50 0.06 2.30
<0.001 0.70
0.08 3.10
0.10 3.95
IE(mA)
结论:
<0.001 0.72
（不必交） P31-32选择题：14.4.1～2；14.5.1～7； 关键：分析三 P27思考题： ：14.5. 3、10～11 极管状态 P30选择题答案: 14.3.1 (2); 2 (2)；3 (2)；4 (1)
I/A E=0 E1 E2 (a) 伏安特性
U/ V
E2> E1
通过光电二极 管可将光信号 转换成电信号
(b) 符号
பைடு நூலகம்
光电二极管
14.6.3 光电晶体管 光电晶体管用入射光照度E的强弱来控制集电 极电流。当无光照时, 集电极电流 ICEO很小, 称为 暗电流。当有光照时, 集电极电流称为光电流，一 般约为零点几毫安到几毫安。 常用的光电晶体管有3AU、3DU等系列。
模拟电路，三级管多工作于放大区， 数字电路则多是截止、饱和区
截止区
14.5.4 主要参数
表示晶体管特性的数据，是设计电路、选用晶体管的重要依据
1. 电流放大系数(
共发射极电路：
___
，要求会算)
交流电流放大系数
直流电流放大系数
I C IB
注意： 和 的含义不同， 一定范围内两者数值接 ___ 近，常用 β 代替，手册中用hFE 或者hfe
课堂小结
1.稳压管正常工作——反向偏置
电路组成——必须加限流电阻
2.晶体管放大的外部条件：发射结正偏 、集电结反偏
即： NPN型—— VB>VE、VC>VB ； PNP型——VB<VE、VC<VB
3.

4、输出特性(重点)：放大区、饱和区、截止区及其特点
IC IB

习题
P34：14.4.4; 14.5.9; 14.6.1;
例3：如图：=40,
判别三极管的工作状态。
思考：与前图有何不同？
前面的求解方法还可用吗？
补：三极管工作状态的判别
N
发射结正向偏置？ 截止 N 放大 Y 饱和
Y
IB ＞ IBS ？
IBS = ICS /
）
CS
ICS ——临界饱和电流，指UCS≈0.7V(硅管，锗管0.3V 时的集电极电流。
为方便计算，常取U ≈0
(1) 稳定电压UZ :正常工作时稳压管两端的电压 (2) 稳定电流 IZ 、最大稳定电流 IZM
其余自学：
(3) 最大允许耗散功率
(4) 动态电阻
(5) 电压温度系数ｕ
PZM = UZ IZM
关于电路结构、工作原理等内容，在以后介绍
跳转到第一页
四. 电路结构及工作原理
电路结构：
稳压二极管在使用时 一定要串入限流电阻，不 能使它的功耗超过规定值， 否则会造成损坏！
回忆：NPN型：C极电位最高、E极最低、UBE＞0， PNP型： E极电位最高、 C极最低、UBE＜0
C
B
E
南京理工大学2005年 考研题（ 4分） 解： 3脚（-6.4V）低于 2脚0.7V →硅管
锗管：B- E 间电位约差0.1～0.3V;
硅管：B- E 间电位约差0.5～0.7V;
3脚数值居中→ B极、 2脚为E极 → 1脚为C极 E极电位最高、 C极最低→ PNP型；
发光二极管 (LED)
14.6.2 光电二极管 光电二极管在反向电压作用下工作。当无光照时 , 和普通二极管一样, 其反向电流很小, 称为暗电流。 当有光照时，产生的反向电流称为光电流。照度 E越 强，光电流也越大。 常用的光电二极管有2AU、2CU等系列。光电流 很小， 一般只有几十微安， 应用时必须放大。
A
IC
+
+
mA RC
RB
V UCE
+
V UBE 输入回路 – + –
输出回路 – –
EC
EB
共发射极电路
发射极是输入回路、输出回路的公共端
1. 输入特性
I B f (U BE ) U
IB(A)
CE 常数
80 60 40 20
O
UCE1V
0.4
0.8
UBE(V)
正常工作时发射结电压： NPN型硅管 UBE 0.6~0.7V PNP型锗管 UBE 0.2 ~ 0.3V
4 3 2 1 0 3 6 9
I 1.5 37.5 I 0.04
C
Q2
Q1
CE
在以后的计算中，一般作近似处理： = 。
其余参数：自学
例2：测量三极管三个电极对地电位如图 所示，试判断三极管的工作状态。
三极管工作状态判断
放大
截止
饱和
例3 测得一放大电路中的晶体管各脚电 位（对地）为1脚-10V、 2脚-5.7V、 3脚-6.4V（如图），试判别三个管脚， 并说明该晶体管是NPN还是PNP型？硅 管还是锗管？
b 3DG6
e
c
b e 9013
PNP型；3BXX为锗NPN型；3CXX为硅PNP型 ；3DXX为硅NPN型。 b、判定管脚：一般三极管的管脚排列如图所
三极 管测 孔
电 流 测 孔 电阻 电压 测孔 公共 接地
示（从底部看），准确判别可查手册。 c、.测定β值：按三极管三个极的位置，将其 插入万用表的三极管插孔，并根据三极管的类 型，转动转盘至NPN或PNP的位置。如果三极 管正常，应显示一个约20～200的数值，此即 为该三极管的β值。
集电结:反偏， 形成ICBO 基区:忽略 空穴向发射 区的扩散。 B RB IBE E IE
C
ICBO ICE N P N
基区扩散来的电 子：作为集电结 少子，漂移进入 集电结，形成ICE EC
进入P 区的电 E B 子：少量与基区 的空穴复合，形 成IBE ，多数扩 散到集电结
发射结：正偏， 发射区电子向基 区扩散，形成IE
例3：如图： =40, 判别三极管的工作状态。
解：（1）发射结正偏——放大或饱和；
（2）计算ICS ： UCS≈0时：ICS ≈ UCC/RC =3mA, IBS = ICS/ =0.075mA 而：IB =
（UCC
- UBE ）/RB ≈ UCC/RB =0.04mA
＜
IBS +UCC
所以：三极管处于放大状态
14. 5. 2 电流分配和放大原理
1. 放大的外部条件:
发射结正偏、集电结反偏
C
发射结正偏 集电结反偏
NPN VB>VE VC>VB
PNP VB<VE VC<VB
N B RB EB E P N EC RC
发射结正偏 集电结反偏
跳转到第一页
2. 各电极电流关系及电流放大作用
IC 实验线路 IB
A
14.5.1 基本结构
集电极 C 符号：
NPN型
N P N
发射极 E
集电极
基极
B
NPN型三极管
发射极 P N P E C 基极 B PNP型三极管
C IC
PNP型
C
IC B
IB
B
IB
E
IE
E
IE
跳转到第一页
常见的几种三极管外型结构如图所示。
常见的几种三极管外型
1.3 原理结构和符号 三极管的原理结构和电路符号，如图所示。
交流 可见：电流控制电流
14.5.3 特性曲线
管子各电极电压与电流的关系曲线 内部看：载流子运动的表现 外部看：反映了晶体管的性能，分析放大电路的依据
为什么要研究特性曲线： 1）直观地分析管子的工作状态
2）合理选择偏置电路参数，设计性能良好的电路 重点： 应用最广泛的共发射极电路
跳转到第一页
测量晶体管特性的实验线路 IB
Δ IC ΔI B
常用晶体管的 值在20 ~ 200之间。
跳转到第一页
(重点) 例1：如图，求 、 解：UCE= 6 V时， Q1 点IB=40A, IC=1.5mA； 在 Q2 点IB=60 A, IC=2.3mA。
IC(mA )
在 Q1 点，有
100A
B 80A 由 Q1 和Q2点，得 60A 40A ΔI C 20A 2.3 1.5 40 ΔI B 0.06 0.04 IB=0 12 U (V)
C
iC
PCM
E4 E3
E
(a) 符号
光电晶体管在 一般的检测电能 E2 和光电转换中作 E1 E=0 为转换元件。
uCE
O
ICEO
(b) 输出特性曲线
补：用数字万用表测量三极管
c
UT51型数字万用表 a、根据型号判别三极管的材料和类型：国产
三极管的型号标记为3XXX，其中，3AXX为锗
功能开 关旋钮
必须有！
稳压原理——利用稳压 管的反向击穿特性。由于 反向特性陡直，较大的电 流变化，只会引起较小的 电压变化。
i
UZ I z min
△I
u
I z ma x
△U
说明：一般只串联使用，很少并联使用
设两只稳压管如图：
（正向导通压降均UD=0.7V）
则：正向串联
反向串联UZ= 6.7V或3.7V
14.5 双极型晶体管
1.54
2.36
3.18
4.05
1）三电极电流关系 IE = IB + IC 2） IC IB ， IC IE 3） IC IB ★基极电流的微小变化引起集电极电流较大变化的特性 实质:用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的变化
跳转到第一页
3. 内部载流子的运动规律解释放大作用
4. 重要公式 ICE 与 IBE 之比称为共 发射极电流放大倍数 IB
B
C IC ICBO ICE N P
EC
I CE I C (1). I BE I B
直流
RB
EB
IBE
E I E
N
即：I C I B
ΔIC ic (2). i ,即：ΔI C ΔI B , 或ic ib ΔI B b
即PN结压降，对于硅管 一般取0.7V 死区电压：硅管0.5V， 锗管0.1V。
跳转到第一页
2. 输出特性(重点)
IC(mA )
4 100A 80A 60A 40A 20A IB=0 3 6 9
IC f (UCE ) I
(1) 放大区
B 常数
三个区：放大区、饱和区、截止区
3
2
也称为线性区，具有恒 流特性，有 IC= IB 恒流特性：Uce变化 引起Ic变化很小 发射结：正向偏置 集电结：反向偏置 晶体管：放大状态
跳转到第一页
14.4 稳压二极管
一. 符号 二. 伏安特性
I
_
+
UZ/ IZ很小 UZ IZ
稳压管正常工作 反向偏置 反向击穿，电流变 化很大，两端电压 变化很小，故稳压 管在电路中起稳压 作用
O
U
IZ IZM
跳转到第一页
UZ
Notice:须加限流电阻
正向导通压降均0.7V（硅管）
三、主要参数
请各位同学在作业本封面 写上自己的学号
复习上堂课内容：
阳极
+
D
阴极
-
二极管符号
Diode
复习：二极管的伏安特性
mA
I
U
µA
跳转到第一页
二极管应用分析
1、分析步骤：
①首先摘除二极管； ②分别计算两个断口的电位； ③若阳极电位高于阴极，则二极管导通；反之截止。 2、电路模型： （1）理想状态：导通时二极管的正 向压降为0（相当于开关闭合） （2）非理想状态：二极管的正向压降一般硅管取为0.7V， 锗管0.3V 3、优先导通原则： 若有2条以上并联的二极管支路，则承受正向电压大者 优先导通。 ★二极管的用途：整流、限幅、开关
14.6.1 发光二极管(LED) 当发光二极管加上正向电压并有足够大的正向 电流时，就能发出一定波长范围的光。 目前的发光二极管可以发出从红外到可见波段 的光,它的电特性与一般二极管类似。 发光二极管的工作电压为1.5 ~ 3V, 工作电流为 几至十几微安。
符号
发光二极管主要用于显示电路, 常用的有2EF等系列。
例4：已知U
CC
=12V，
RB
RB=150k， RC、同上, 判别三极管的工作状态。
RC IC IB + U T +B C U – E E–
三级管管脚EBC判断方法
字面朝自己：从 左到右EBC 万用表:
倒放，近标志位开 始逆时针EBC
PNP
E B C E E
NPN
B C E
14. 6 光电器件
跳转到第一页
放大区
1
O
12 U (V) CE
（2）截止区 IB < 0 ，有 IC 0 。
发射结:反向偏置，集电结:反向偏置
IC(mA )
（3）饱和区
100A
饱 4 和 3 区
2 1 O 3 6 9
80A 60A
40A 20A IB=0 12 U (V) CE
UCE UBE 发射结:正向偏置， 集电结:正偏 深度饱和时， 硅管UCES 0.3V， 锗管UCES 0.1V。