《電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能》(張金華主編)第二章

當(dāng)前1頁，總共39頁。掌握三極管的結(jié)構(gòu)及符號(hào)，能識(shí)別引腳；了解三極管的特性曲線、主要參數(shù)、溫度對(duì)三極管特性的影響；能在實(shí)踐中正確使用三極管；會(huì)用萬用表判別三極管的引腳和質(zhì)量?jī)?yōu)劣。當(dāng)前2頁，總共39頁。2.1.1三極管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)

一、三極管的外形三極管從封裝外形來分，一般有硅酮塑料封裝、金屬封裝，以及用于表面安裝的片狀三極管，目前常用的90××系列三極管采用TO-92型塑封，它們的型號(hào)一般都標(biāo)在塑殼上。如圖所示。

三極的外形當(dāng)前3頁，總共39頁。2.1.1三極管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)

二、三極管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)

三極管有三個(gè)電極，分別從三極管內(nèi)部引出，三極管的核心是兩個(gè)互相聯(lián)系的PN結(jié)，它是根據(jù)不同的摻雜工藝在一個(gè)硅片上制造出三個(gè)摻雜區(qū)域而形成。在三個(gè)摻雜區(qū)域中，位于中間的區(qū)域稱為基區(qū)，引出基極，兩邊的區(qū)域稱為發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，分別引出發(fā)射極和集電極；基區(qū)和發(fā)射區(qū)的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，基區(qū)和集電區(qū)的PN結(jié)成為集電結(jié)。按兩個(gè)PN結(jié)組合方式不同，三極管可分為PNP型、NPN型兩類。如果邊是N區(qū)，中間夾著P區(qū)，就稱為NPN型三極管；反之，則稱為PNP型三管。如圖所示。當(dāng)前4頁，總共39頁。2.1.2三極管中的電流分配和放大作用

一、放大的概念

只要給電路中的三極管外加合適的電源電壓，就會(huì)產(chǎn)生電流、和

，這時(shí)很小的就可以控制比它大上百倍的

。顯然

不是由三極管產(chǎn)生的，而是由電源電壓在

的控制下提供的，這就是三極管的能量轉(zhuǎn)換作用。如圖所示。電流放大示意圖當(dāng)前5頁，總共39頁。2.1.2三極管中的電流分配和放大作用

二、三極管的電流放大作用測(cè)試電路如圖所示。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明（1）三極管的電流放大作用，實(shí)質(zhì)上是用較小的基極電流信號(hào)控制較大的集電極電流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)“以小控大”的作用。（2）三極管電流放大作用的實(shí)現(xiàn)需要外部提供直流偏置，即必須保證三極管發(fā)射結(jié)加正向電壓（正偏），集電結(jié)加反向電壓（反偏）。這時(shí)，三電極電流Ib、Ic、

Ie方向如圖所示，電位關(guān)系應(yīng)為Vc>Vb>Ve。當(dāng)前6頁，總共39頁。2.1.3三極管的特性曲線

一、三極管特性曲線測(cè)試

三極管在電路應(yīng)用時(shí)，必定有一個(gè)電極作為信號(hào)的輸入端，一個(gè)電極作為信號(hào)的輸出端，另一個(gè)電極作為輸入、輸出回路的公共端，由此，三極管在電路中有三種組態(tài)（連接方式）。如圖所示。三極管的三種組態(tài)當(dāng)前7頁，總共39頁。二、共射輸入特性曲線

2.1.3三極管的特性曲線

如圖所示的共射輸入特性曲線是指當(dāng)

為某一定值時(shí)，基極電流

和發(fā)射極電壓

之間關(guān)系。當(dāng)前8頁，總共39頁。2.1.3三極管的特性曲線

三、共射輸出特性曲線

共射輸出特性曲線是在基極電流

為一常量的情況下，集電極電流

和管壓降

之間的關(guān)系。通常把三極管輸出特性曲線分為截止、飽和和放大三個(gè)區(qū)域。如圖所示。NP型三極管的三種工做狀態(tài)如表所示。三極管輸出特性曲線及測(cè)量當(dāng)前9頁，總共39頁。2.1.4三極管的使用常識(shí)

一、三極管器件手冊(cè)查閱

1.三極管型號(hào)命名

當(dāng)前10頁，總共39頁。2.1.4三極管的使用常識(shí)

一、三極管器件手冊(cè)查閱

2.常用三極管主要參數(shù)查閱

1）電流放大系數(shù)（1）共射極直流電流放大系數(shù)

三極管共射接法時(shí)，當(dāng)為規(guī)定值時(shí)，集電極直流電流

和基極電流

的比值為，即（2）共射極交流電流放大系數(shù)

三極管共射接法時(shí)，當(dāng)UCE為規(guī)定值時(shí)，集電極直流電流變化量和基極電流變化量的比值為β，即當(dāng)前11頁，總共39頁。2.1.4三極管的使用常識(shí)

一、三極管器件手冊(cè)查閱

2.常用三極管主要參數(shù)查閱

2）極間反向電流

和（1）集-基反向飽和電流

是發(fā)射極開路時(shí)集電極的反向飽和電流。（2）集-射反向飽和電流

是基極開路時(shí)集電極和發(fā)射極之間的穿透電流。當(dāng)前12頁，總共39頁。2.1.4三極管的使用常識(shí)

一、三極管器件手冊(cè)查閱

2.常用三極管主要參數(shù)查閱

3）主要極限參數(shù)主要極限參數(shù)如圖所示（1）集電極最大允許電流一般規(guī)定三極管電流放大系數(shù)β下降到額定值的2/3時(shí)的集電極電流，稱為集電極最大允許電流。實(shí)際使用時(shí)，必須使

<

，否則β將明顯下降。（2）集電極最大允許耗散功率

表示集電極允許損耗功率的最大值。在應(yīng)用中，必須使三極管的

≤

，否則會(huì)使三極管性能變壞或燒毀。（3）集-射反向擊穿電壓

是基極開路時(shí)（

），允許加在集-射極之間的最大反向電壓。若集電結(jié)反偏電壓超過該值，將導(dǎo)致反向電流劇增，從而使三極管損壞。當(dāng)前13頁，總共39頁。2.1.4三極管的使用常識(shí)

一、三極管器件手冊(cè)查閱

3.三極管引腳排列

三極管引腳識(shí)讀如表所示當(dāng)前14頁，總共39頁。2.1.4三極管的使用常識(shí)

二、小功率三極管檢測(cè)

1.三極管基極和類型判斷萬用表置于R×1k擋。用萬用表的第一根表筆依次接三極管的一個(gè)引腳，而第二根表筆分別接另兩根引腳，以測(cè)量三極管三個(gè)電極中每?jī)蓚€(gè)極之間的正、反向電阻值。當(dāng)?shù)谝桓砉P接某電極，而第二根表筆先后接觸另外兩個(gè)電極均測(cè)得較小電阻值時(shí)，則第一根表筆所接的那個(gè)電極即為基極b。如果接基極b的第一根表筆是紅表筆，則可判定三極管為PNP型；如果是黑表筆接基極b，則可判定三極管為NPN型。測(cè)量方法如圖所示。類型判斷和基極的測(cè)量方法當(dāng)前15頁，總共39頁。2.1.4三極管的使用常識(shí)

二、小功率三極管檢測(cè)

2.三極管引腳的判斷和β值估測(cè)選擇能測(cè)

的萬用表。將萬用表置于R×1k擋，根據(jù)被測(cè)三極管的管型，將三極管的基極引腳b插入NPN或PNP對(duì)應(yīng)的插孔，另兩個(gè)引腳分別插入NPN或PNP的其他插孔，以測(cè)量三極管的

（β），然后再將三極管倒過來（基極b位置不變）再測(cè)一遍，兩次測(cè)量結(jié)果明顯不同，測(cè)得

（β）值比較大的一次時(shí)，三極管的三個(gè)引腳極性恰好分別對(duì)應(yīng)NPN或PNP插孔上的e、b、c。這時(shí)測(cè)得的

值，即為該三極管的直流電流系數(shù)的估測(cè)值。測(cè)量方法如圖所示。判斷引腳的測(cè)量方法當(dāng)前16頁，總共39頁。2.1.4三極管的使用常識(shí)

3.三極管性能簡(jiǎn)易判斷二、小功率三極管檢測(cè)

簡(jiǎn)易判斷三極管性能時(shí)，可將萬用表置于R×1k擋，分別用紅、黑表筆測(cè)量三極管各極間阻值，然后將測(cè)量結(jié)果對(duì)照下表大致判斷三極管的好壞。當(dāng)前17頁，總共39頁。2.1.4三極管的使用常識(shí)

三、三極管選用

1.三極管使用頻率選用三極管首先要明確電路是工作在低頻場(chǎng)合還是在高頻場(chǎng)合。工程設(shè)計(jì)中一般要求三極管的

高于電路工作頻率3倍以上。2.三極管工作的安全性對(duì)于工作在大電流場(chǎng)合的三極管，如驅(qū)動(dòng)繼電器等，應(yīng)根據(jù)實(shí)際工作電流選用

較大的管子，從而保證集電極工作電流

≤

。對(duì)于工作在大功率場(chǎng)合的三極管，應(yīng)重點(diǎn)考慮三極管的集電極最大耗散功率

，使三極管額定消耗功率

≤

。同時(shí)，大功率三極管在使用時(shí)，因功耗較大，應(yīng)按要求加裝一定規(guī)格尺寸的散熱片。當(dāng)前18頁，總共39頁。能識(shí)讀和繪制基本共射放大電路圖，理解共射放大電路主要元件的作用；了解溫度對(duì)放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的影響；能識(shí)讀分壓式偏置放大電路的電路圖，了解分壓式偏置放大電路的工作原理；了解共射、共集和共基三種放大電路的電路構(gòu)成特點(diǎn)；了解小信號(hào)放大電路性能指標(biāo)（放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻）的含義；了解放大電路的直流通路與交流通路；會(huì)使用公式估算靜態(tài)工作點(diǎn)、輸入電阻、輸出電阻和電壓放大倍數(shù)；能搭接分壓式偏置放大電路，會(huì)調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)；當(dāng)前19頁，總共39頁。2.2.1共射極基本放大電路

一、電路組成如圖所示。

當(dāng)前20頁，總共39頁。二、元器件的作用元器件的作用如圖所示

2.2.1共發(fā)射極基本放大電路

元器件的作用當(dāng)前21頁，總共39頁。2.2.2靜態(tài)工作點(diǎn)和放大原理基極不加偏置電阻時(shí)工作波形為了避免放大電路的非線性失真，必須設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，才能保證放大電路不失真地放大輸入信號(hào)。波形如圖所示。一、設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性基本放大電路中交、直流量共存，電路在沒有輸入信號(hào)、只有直流電源單獨(dú)作用下的直流工作狀態(tài)，簡(jiǎn)稱為靜態(tài)。放大電路在靜態(tài)時(shí)，三極管各級(jí)電壓和電流在輸入、輸出特性曲線上可以確定坐標(biāo)點(diǎn)Q,該Q點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。輸入輸出特性曲線如圖所示。當(dāng)前22頁，總共39頁。二、共射放大電路的工作原理

2.2.2靜態(tài)工作點(diǎn)和放大原理在放大電路中，輸入信號(hào)

經(jīng)過

耦合加至三極管b、e極后，各極電壓、電流大小均在直流量的基礎(chǔ)上，疊加了一個(gè)隨

變化而變化的交流量，這時(shí)電路處于交流狀態(tài)或動(dòng)態(tài)工作狀態(tài)，簡(jiǎn)稱為動(dòng)態(tài)。電路及波形如圖所示。當(dāng)前23頁，總共39頁。三、靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大電路的影響

2.2.2靜態(tài)工作點(diǎn)和放大原理共射基本放大電路實(shí)驗(yàn)示意

在放大電路的輸入端送入

=1kHz，幅度適當(dāng)?shù)恼倚盘?hào)，輸出端用示波器觀察輸出電壓波形。實(shí)驗(yàn)示意如圖所示。觀察到的輸出波形如圖所示。當(dāng)前24頁，總共39頁。一、分壓式偏置放大電路構(gòu)成電路如圖所示。

2.2.3工作點(diǎn)穩(wěn)定的三極管放大電路當(dāng)前25頁，總共39頁。二、工作原理

2.2.3工作點(diǎn)穩(wěn)定的三極管放大電路為了穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，通常情況下，電路參數(shù)的選取應(yīng)滿足?

因此，為當(dāng)溫度升高時(shí)，分壓式偏置放大電路穩(wěn)定工作點(diǎn)的過程可表示為：當(dāng)前26頁，總共39頁。一、主要性能指標(biāo)2.2.4放大電路的分析方法1.放大倍數(shù)

（1）電壓放大倍數(shù)是指放大電路輸出電壓有效值和輸入電壓有效值之比，定義為（2）電流放大倍數(shù)是指放大電路輸出電壓有效值和輸入電壓有效值之比，定義為（3）功率放大倍數(shù)是指放大電路輸出電壓有效值和輸入電壓有效值之比，定義為當(dāng)前27頁，總共39頁。當(dāng)前28頁，總共39頁。2.2.4放大電路的分析方法一、主要性能指標(biāo)2.輸入電阻

輸入電阻

是從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻，如圖所示。對(duì)信號(hào)源來說，就是負(fù)載。放大電路從信號(hào)源索取電流的大小反映了放大電路對(duì)信號(hào)源的影響程度，

定義為輸入電壓有效值和輸入電流有效值之比，即輸入輸出等效電阻當(dāng)前29頁，總共39頁。2.2.4放大電路的分析方法一、主要性能指標(biāo)3.輸出電阻

輸出電阻

是從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻當(dāng)前30頁，總共39頁。二、靜態(tài)分析2.2.4放大電路的分析方法靜態(tài)分析前，首先需畫出電路的直流通路，它是放大電路在

僅作用下直流電流所流過的路徑。如圖所示。畫直流通路的原則：（1）輸入信號(hào)

短路。（2）電容視為開路。（3）電感視為短路。當(dāng)前31頁，總共39頁。2.2.4放大電路的分析方法三、動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析前，首先需畫出電路的交流通路，它是放大電路在

，僅

作用下交流電流所流過的路徑。如圖所示。畫交流通路的原則：（1）由于耦合電容容量大，所有耦合電容視為通路。（2）電源電壓對(duì)地短路。當(dāng)前32頁，總共39頁。能區(qū)分多級(jí)放大電路的級(jí)間耦合方式；了解三種耦合方式的優(yōu)缺點(diǎn)；了解幅頻特性指標(biāo)的重要性；了解多級(jí)放大電路的增益和輸入、輸出電阻的概念及工程中的應(yīng)用。當(dāng)前33頁，總共39頁。在實(shí)際應(yīng)用中，需要放大的信號(hào)往往很弱，如擴(kuò)音機(jī)從話筒拾取的信號(hào)僅幾十毫伏，甚至更低，而推動(dòng)擴(kuò)音機(jī)揚(yáng)聲器的信號(hào)需要幾十伏，甚至更高，這樣要求擴(kuò)音機(jī)達(dá)到103以上的放大倍數(shù)，顯然，靠單級(jí)放大電路是無法實(shí)現(xiàn)的