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三極管的類型和結構原理圖

2010年03月06日 09:57 m.xsypw.cn 作者:佚名 用戶評論(0
關鍵字:三極管(117697)

三極管的類型和結構原理圖

  目前,國內各種類型的晶體三極管有許多種,管腳的排列不盡相同,在使用中不確定管腳排列的三極管,必須進行測量確定各管腳正確的位置,或查找晶體管使用手冊,明確三極管的特性及相應的技術參數和資料

  晶體三極管的電流放大作用

  晶體三極管具有電流放大作用,其實質是三極管能以基極電流微小的變化量來控制集電極電流較大的變化量。這是三極管最基本的和最重要的特性。我們將ΔIc/ΔIb的比值稱為晶體三極管的電流放大倍數,用符號“β”表示。電流放大倍數對于某一只三極管來說是一個定值,但隨著三極管工作時基極電流的變化也會有一定的改變。

  晶體三極管的三種工作狀態

  截止狀態:當加在三極管發射結的電壓小于PN結的導通電壓,基極電流為零,集電極電流和發射極電流都為零,三極管這時失去了電流放大作用,集電極和發射極之間相當于開關的斷開狀態,我們稱三極管處于截止狀態。

  放大狀態:當加在三極管發射結的電壓大于PN結的導通電壓,并處于某一恰當的值時,三極管的發射結正向偏置,集電結反向偏置,這時基極電流對集電極電流起著控制作用,使三極管具有電流放大作用,其電流放大倍數β=ΔIc/ΔIb,這時三極管處放大狀態。

  飽和導通狀態:當加在三極管發射結的電壓大于PN結的導通電壓,并當基極電流增大到一定程度時,集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大,而是處于某一定值附近不怎么變化,這時三極管失去電流放大作用,集電極與發射極之間的電壓很小,集電極和發射極之間相當于開關的導通狀態。三極管的這種狀態我們稱之為飽和導通狀態。

  根據三極管工作時各個電極的電位高低,就能判別三極管的工作狀態,因此,電子維修人員在維修過程中,經常要拿多用電表測量三極管各腳的電壓,從而判別三極管的工作情況和工作狀態。

  使用多用電表檢測三極管

  三極管基極的判別:根據三極管的結構示意圖,我們知道三極管的基極是三極管中兩個PN結的公共極,因此,在判別三極管的基極時,只要找出兩個PN結的公共極,即為三極管的基極。具體方法是將多用電表調至電阻擋的R×1k擋,先用紅表筆放在三極管的一只腳上,用黑表筆去碰三極管的另兩只腳,如果兩次全通,則紅表筆所放的腳就是三極管的基極。如果一次沒找到,則紅表筆換到三極管的另一個腳,再測兩次;如還沒找到,則紅表筆再換一下,再測兩次。如果還沒找到,則改用黑表筆放在三極管的一個腳上,用紅表筆去測兩次看是否全通,若一次沒成功再換。這樣最多沒量12次,總可以找到基極。

  三極管類型的判別: 三極管只有兩種類型,即PNP型和NPN型。判別時只要知道基極是P型材料還N型材料即可。當用多用電表R×1k擋時,黑表筆代表電源正極,如果黑表筆接基極時導通,則說明三極管的基極為P型材料,三極管即為NPN型。如果紅表筆接基極導通,則說明三極管基極為N型材料,三極管即為PNP型。

  三極管的基本放大電路

  基本放大電路是放大電路中最基本的結構,是構成復雜放大電路的基本單元。它利用雙極型半導體三極管輸入電流控制輸出電流的特性,或場效應半導體三極管輸入電壓控制輸出電流的特性,實現信號的放大。本章基本放大電路的知識是進一步學習電子技術的重要基礎。

  

基本放大電路一般是指由一個三極管或場效應管組成的放大電路。從電路的角度來看,可以將基本放大電路看成一個雙端口網絡。放大的作用體現在如下方面:

  1.放大電路主要利用三極管或場效應管的控制作用放大微弱信號,輸出信號在電壓或電流的幅度上得到了放大,輸出信號的能量得到了加強。

  2.輸出信號的能量實際上是由直流電源提供的,只是經過三極管的控制,使之轉換成信號能量,提供給負載。

  共射組態基本放大電路的組成

  共射組態基本放大電路是輸入信號加在加在基極和發射極之間,耦合電容器C1和Ce視為對交流信號短路。輸出信號從集電極對地取出,經耦合電容器C2隔除直流量,僅將交流信號加到負載電阻RL之上。放大電路的共射組態實際上是指放大電路中的三極管是共射組態。

  在輸入信號為零時,直流電源通過各偏置電阻為三極管提供直流的基極電流和直流集電極電流,并在三極管的三個極間形成一定的直流電壓。由于耦合電容的隔直流作用,直流電壓無法到達放大電路的輸入端和輸出端。

  當輸入交流信號通過耦合電容C1和Ce加在三極管的發射結上時,發射結上的電壓變成交、直流的疊加。放大電路中信號的情況比較復雜,各信號的符號規定如下:由于三極管的電流放大作用,ic要比ib大幾十倍,一般來說,只要電路參數設置合適,輸出電壓可以比輸入電壓高許多倍。uCE中的交流量 有一部分經過耦合電容到達負載電阻,形成輸出電壓。完成電路的放大作用。

  由此可見,放大電路中三極管集電極的直流信號不隨輸入信號而改變,而交流信號隨輸入信號發生變化。在放大過程中,集電極交流信號是疊加在直流信號上的,經過耦合電容,從輸出端提取的只是交流信號。因此,在分析放大電路時,可以采用將交、直流信號分開的辦法,可以分成直流通路和交流通路來分析。

  放大電路的組成原則:

  1.保證放大電路的核心器件三極管工作在放大狀態,即有合適的偏置。也就是說發射結正偏,集電結反偏。

  2.輸入回路的設置應當使輸入信號耦合到三極管的輸入電極,形成變化的基極電流,從而產生三極管的電流控制關系,變成集電極電流的變化。

  3.輸出回路的設置應該保證將三極管放大以后的電流信號轉變成負載需要的電量形式(輸出電壓或輸出電流)。

晶體三極管,是半導體基本元器件之一,具有電流放大作用,是電子電路的核心元件。它最主要的功能是電流放大和開關作用。三極管是在一塊半導體基片上制作兩個相距很近的PN結,兩個PN結把正塊半導體分成三部分,中間部分是基區,兩側部分是發射區和集電區,排列方式有PNP和NPN兩種。三極管的結構示意圖如圖1所示,電路符號如圖2所示。

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從三個區引出相應的電極,分別為基極b發射極e和集電極c。發射區和基區之間的PN結叫發射結,集電區和基區之間的PN結叫集電極。基區很薄,而發射區較厚,雜質濃度大,PNP型三極管發射區"發射"的是空穴,其移動方向與電流方向一致,故發射極箭頭向里;NPN型三極管發射區"發射"的是自由電子,其移動方向與電流方向相反,故發射極箭頭向外。發射極箭頭向外。發射極箭頭指向也是PN結在正向電壓下的導通方向。硅晶體三極管和鍺晶體三極管都有PNP型和NPN型兩種類型。

三極管的材料

三極管的材料有鍺材料和硅材料。它們之間最大的差異就是起始電壓不一樣。鍺管PN結的導通電壓為0.2V左右,而硅管PN結的導通電壓為0.6~0.7V。在放大電路中如果用同類型的鍺管代換同類型的硅管,或用同類型的硅管代換同類型的鍺管一般是可以的,但都要在基極偏置電壓上進行必要的調整,因為它們的起始電壓不一樣。但在脈沖電路和開關電路中不同材料的三極管是否能互換必須具體分析,不能盲目代換。

三極管的封裝形式和管腳識別

常用三極管的封裝形式有金屬封裝和塑料封裝兩大類,引腳的排列方式具有一定的規律。對于小功率金屬封裝三極管,底視圖位置放置,使三個引腳構成等腰三角形的頂點上,從左向右依次為e b c;對于中小功率塑料三極管按圖使其平面朝向自己,三個引腳朝下放置,則從左到右依次為e b c。

目前,國內各種類型的晶體三極管有許多種,管腳的排列不盡相同,在使用中不確定管腳排列的三極管,必須進行測量確定各管腳正確的位置,或查找晶體管使用手冊,明確三極管的特性及相應的技術參數和資料。

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