課題二 晶體管及光電器件課件

對(duì)應(yīng)教材章節(jié)內(nèi)容:14.5晶體管14.6光電器件課題2:晶體管及光電器件14.5晶體管14.5.1BJT的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介(1)基本結(jié)構(gòu)及符號(hào)NNP基極發(fā)射極集電極NPN型BECBECPNP型PPN基極發(fā)射極集電極符號(hào)：BECIBIEICBECIBIEICNPN型三極管PNP型三極管14.5.2電流分配和放大原理ICEBmAARBIBECmA––++IEIB(mA)IC(mA)IE(mA)00.020.040.060.080.10<0.0010.701.502.303.103.95<0.0010.721.542.363.184.05(1)BJT的作用結(jié)論:2）IC

IB

，

IC

IE

靜態(tài)(直流)電流放大系數(shù):動(dòng)態(tài)(交流)電流放大系數(shù):1）三電極電流關(guān)系IE=IB+IC3)當(dāng)IB=0(基極開(kāi)路)時(shí),IC=ICEO,很小接近于０。(2)三極管放大的外部條件發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏PNP發(fā)射結(jié)正偏VB<VE集電結(jié)反偏VC<VB從電位的角度看：

NPN

發(fā)射結(jié)正偏VB>VE集電結(jié)反偏VC>VB

３共集電極：集電極作為公共端，用CC表示；１共發(fā)射極：發(fā)射極作為公共端，用CE表示。２共基極：基極作為公共端，用CB表示。(4)三極管三種組態(tài)發(fā)射極是輸入回路、輸出回路的公共端共發(fā)射極電路輸入回路輸出回路測(cè)量晶體管特性的實(shí)驗(yàn)線路ICUBBmAAVUCEUBERBIBUCCV++––––++14.5.3特性曲線RC(1)輸入特性特點(diǎn):非線性死區(qū)電壓：硅管0.5V，鍺管0.1V。正常工作時(shí)發(fā)射結(jié)電壓：NPN型硅管

UBE0.6~0.7VPNP型鍺管

UBE0.2~0.3V輸入特性曲線IB=020A40A60A80A100A36iC(mA)1234uCE(V)9120（2）截止區(qū)條件：發(fā)射結(jié):反偏（或正偏壓小于Vth）

集電結(jié):反偏飽和區(qū)截止區(qū)（3）飽和區(qū)特點(diǎn)：iBiC

UCE較小深度飽和時(shí)，硅管UCES0.3V，鍺管UCES0.1V。條件：發(fā)射結(jié):正偏集電結(jié):正偏（或零偏）特點(diǎn)：iB

=0,iC=ICEO0ICEONPN、PNP型三極管分別處于放大區(qū)時(shí)，其三個(gè)極電位有何關(guān)系？思考題1測(cè)量BJT三個(gè)電極對(duì)地電位如圖所示，

試判斷BJT的工作區(qū)域？放大截止飽和思考題2例：下圖電路中，β=25，當(dāng)輸入電壓UI分別為3V，1V和-1V時(shí)，試問(wèn)晶體管處于何種工作狀態(tài)？UIRb=10K?Rc=3KΩUcc(

6V)T14.5.4主要參數(shù)1.電流放大系數(shù)，常用晶體管的

值在20~200之間。

只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān)，與外加電壓無(wú)關(guān)。共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)

=IC/IBvCE=const共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)注意：1、反映了靜態(tài)（直流工作）時(shí)的電流放大特性

反映了動(dòng)態(tài)（交流工作）時(shí)的電流放大特性2、理想三極管（輸出特性曲線平坦且各條曲線之間距離相等），可認(rèn)為3.極限參數(shù)：

(1)集電極最大允許電流ICM過(guò)流區(qū)IC

＞ICM時(shí)，管子性能將顯著下降，甚至?xí)p壞三極管。集電極電流IC上升會(huì)導(dǎo)致三極管的值的下降，當(dāng)

值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電流即為ICM。(2)集電極最大允許損耗PCM集電結(jié)上允許損耗功率最大值。

PCM≈ICUCE

3.極限參數(shù)：

(3)反向擊穿電壓

U(BR)CEO——b開(kāi)路時(shí)c、e間的擊穿電壓3.極限參數(shù)：

例：設(shè)某三極管的極限參數(shù)：PCM=150mW，ICM=100mA，U（BR）CEO=30V，試問(wèn)：

（1）若它的工作電壓UCE=10V,則工作電流IC最大不得超過(guò)多少？

（2）若工作電壓UCE=1V,則工作電流IC最大不得超過(guò)多少？

（3）若工作電流IC=1mA,則工作電壓UCE最大不得超過(guò)多少？PCM=150mW，ICM=100mA，U（BR）CEO=30V，解：（1）∵PCM=ICUCE=150mW，當(dāng)UCE=10V時(shí)，IC=15mA，此即為IC允許的最大值。PCM=150mW，ICM=100mA，U（BR）CEO=30V，解：（2）當(dāng)UCE=1V時(shí)，僅從功率的角度考慮，IC可達(dá)150mA，考慮到參數(shù)ICM，故IC=100mA即為此時(shí)允許的最大值。14.5.5溫度對(duì)晶體管參數(shù)的影響若TICBOICEO2.對(duì)UBE的影響：若T（1oC）UBE

(2.2mV)3.對(duì)的影響：若T（1oC）

（0.5%~1%

）1.對(duì)ICBO的影響：1、BJT必須工作在安全工作區(qū)

2、要依使用要求：小功率還是大功率，低頻還是高頻，β值大小等要求3、注意對(duì)應(yīng)型號(hào)選用。4、要特別注意溫度對(duì)三極管的影響。14.5.6三極管的選擇及使用注意事項(xiàng)14.6光電器件概述主要產(chǎn)品有硅光敏二極管、硅光敏三極管、紅外發(fā)光二極管、光電開(kāi)關(guān)、光電傳感器、光電位移傳感器。廣泛用于計(jì)算機(jī)、編碼器、計(jì)數(shù)器、測(cè)速表、紅外遙控器、消防煙霧探頭、偽鈔鑒別、光電自動(dòng)控制等儀器設(shè)備。光電耦合，隔離作用；圖像顯示工作電流為2mA---10mA（＜20mA）工作電壓為1.5V-----3V發(fā)光二極管（正向電壓）常見(jiàn)有紅、綠、

黃三種顏色。主要用于顯示光電二極管（反向電壓）特點(diǎn)：

抗干擾能力強(qiáng)，傳輸信息量大、傳輸損耗小且工作可靠。在信號(hào)傳輸和存儲(chǔ)等環(huán)節(jié)中多用。※光電晶體管

光電晶體管用入射光照度E的強(qiáng)弱來(lái)控制集電極電流。當(dāng)無(wú)光照時(shí),集電極電流ICEO很小,稱(chēng)為暗電流。當(dāng)有光照時(shí),集電極電流稱(chēng)為光電流。一般約為零點(diǎn)幾毫安到幾毫安。常用的光電晶體管有3AU,3DU等系列。(b)輸出特性曲線(a)符號(hào)E=0E1E3E4iCuCEOE2ICEOPCMCE思考題

?1、可否用兩個(gè)二極管背靠背地相聯(lián)以構(gòu)成一個(gè)BJT？2、BJT符號(hào)中的箭頭方向代表什么？3、能否將BJT的e、c兩電極交換使用？4、要使BJT具有放大作用，其內(nèi)部條件和外部條件？Je和Jc的偏置電壓應(yīng)如何連接？5、如何判斷BJT的三種組態(tài)？6、有哪幾個(gè)參數(shù)確定BJT的安全工作區(qū)7、晶體管在輸出特性曲線的飽和區(qū)工作時(shí)，其電流放大系數(shù)和在放大區(qū)時(shí)是否一樣大？8、有兩個(gè)晶體管，甲三極管=250，ICBO=200nA,乙三極管=60,ICBO=100nA。如果其它參數(shù)一樣，請(qǐng)問(wèn)使用哪一只為好？9、測(cè)得某一晶體管的

IB=10uA,IC=1mA，能否確定它的電流放大系數(shù)？什么情況下可以，什么情況下不可以？10、晶體管在