2.1晶体三极管基础（课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（重庆大学出版社）

1 第二章 晶体三极管及放大电路基础 1.知识目标 （１）知道晶体三极管的管型、结构和符号，懂得晶体三极管的电流分配和电流放大原理； （２）知道构成放大电路的基本条件，会分析基本的放大电路，明白各元件的作用； 2 （３）能判别共射、共基、共集３种放大电路，并能说出它们各自的特点； （４）能说出直流通路、交流通路的意义和作用，明白电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的概念； （５）知道温度对放大器性能的影响，能记住分压式偏置放大电路的结构和各元件的作用。 3 2.能力目标 （１）能识别晶体三极管的管型和引脚，会根据其参数正确选用晶体三极管； （２）会使用万用表对晶体三极管进行测量，从而判断其管型、引脚，并能判断其好坏； （３）能够作出放大电路的交流通路和直流通路； （４）能够组装分压式偏置放大电路，并能对其静态工作点进行合适的调整。 4 第一节 晶体三极管基础 在分析放大电路时，为了区别电器元件和电量以及区分电压和电流的直流分量、交流分量、交直流的叠加量和交流分量的瞬时值及有效值，现对符号用法做如下规定： 5 采用正体字母代表电器元件，如 Ｅ，Ｒ，Ｃ等分别表示电源、电阻器和电容器，相应元件的电量Ｅ，Ｒ，Ｃ 等分别表示电源的电动势、电阻器的电阻和电容器的电容；用大写字母带大写下标表示直流分量，如ＩＢ，ＵＣ 分别表示基极直流电流和集电极直流电压；用小写字母带小写下标表示交流分量的瞬时值，如ｉｂ，ｕｃ，ｕｉ，ｕｏ 分别表示基极交流电流、集电极的交流电压以及输入和输出的交流信号电压的瞬时值； 6 一、晶体三极管基础 1.晶体三极管的结构和符号 晶体三极管由３个区、２个ＰＮ结、３个引出脚构成，根据极性的不同，晶体三极管分为 ＮＰＮ 型和ＰＮＰ型两大类，其结构、符号见表２.１所示。 2.三极管的外形和引脚识别 常见的三极管根据封装方式不同，分为塑料封装（塑封）三极管、金属封装（金封）三极管以及贴片三极管等，其外形如图２-１所示。 7 8 9 10 11 3.三极管的电流分配与电流放大原理 （１）三极管的电流分配 三极管具有电流放大作用，在正常工作 时，三极管的３个引脚之间的电流具有一定 的关系，如图２-２所示。 12 （２）三极管的电流放大作用 三极管具有电流放大作用，当三极管的工作状态满足其放大条件时，它的集电极电流ＩＣ 与基极电流ＩＢ 之间就有一个固定的倍率关系，这个倍率我们用字符β表示，即： （３）三极管的放大条件 三极管要具有放大作用，必须满足外部电压条件：发射结正偏，集电结反偏。即外加电压必须是使发射结正向偏置、集电结反向偏置的电压。为了保证这一点，对于ＮＰＮ管而言，要求３个电极的电压关系为：ＵＣ＞ＵＢ＞ＵＥ；而对于 ＰＮＰ管而言，要求３个电极的电压关系为：ＵＥ＞ＵＢ＞ＵＣ，两种三极管的供电如图２.３所示。 13 14 4.晶体三极管的特性曲线 三极管上外加电压与电流的关系曲线称为三极管的特性曲线。特性曲线反映了三极管的性能与特点，是分析和设计三极管电路的重要依据。三极管的特性曲线包括输入特性曲线和输出特性曲线。 15 （１）输入特性曲线 输入特性曲线是指当三极管的ＵＣＥ（ｃ、ｅ极之间的电压）一定时，基极电流ＩＢ 与发射结电压ＵＢＥ之间的关系曲线。 16 17 （２）输出特性曲线 三极管的输出特性曲线是指当ＩＢ 一定时，集电极电流ＩＣ 与管压降ＵＣＥ之间的关系曲线。 18 如果ＩＢ 取不同的值，则可以得到不同的输出特性曲线。图２.７（ｂ）即为ＩＢ 取不同的值时，三极管的输出特性曲线族。从图中可以得出几个特点： ①当ＵＣＥ＝０时，ＩＣ＝０。当ＵＣＥ增加时，ＩＣ 也增加，但当ＵＣＥ增加到一定值（１Ｖ 左右）后，ＩＣ 就基本不再变化，所以曲线基本与横轴平行。 ②当基极电流ＩＢ 增加时，集电极电流ＩＣ 增加更多（β倍），形成平行的曲线。曲线间的间距越大，则三极管的电流放大倍数越大。 19 20 5.三极管的主要参数与选用 三极管的主要参数有５个，见表２.６所示。 21 22 6.温度对三极管特性的影响 （１）对β的影响三极管的β随温度的升高而增大，温度每上升１℃，β值约增大０．５％～１％，其结果是在基极电流ＩＢ不变的情况下，集电极电流ＩＣ将随温度上升而增大，而管压降ＵＣＥ将减小。 23 （２）对穿透电流ＩＣＥＯ的影响ＩＣＥＯ是由少数载流子漂移运动形成的，它与环境温度关系很大，ＩＣＥＯ随温度上升会急剧增加。温度每上升１０℃，ＩＣＥＯ将增加１倍。 （３）对发射结电压ＵＢＥ的影响 与二极管的正向特性一样，温度上升１℃，ＵＢＥ将下降２～２．５ｍＶ。 24 二、晶体三极管的检测 三极管的检测包括管型、引脚判断，性能判别和β值大小估测等，这里以指针式万用表为例进行讲解，具体判别方法见表