6.2 三极管（课件）-《电工电子技术与技能》同步精品课堂（高教版）

《电工电子技术与技能》（高教版） 高等教育出版社 同步精品课程——中职专业课 第6章 常用半导体器件 6.2 三极管 知识目标 1. 理解三极管的基本构造，包括基区、发射区和集电区的作用，能够描述三极管内部结构的特点。 2. 掌握三极管的工作状态，包括三极管的工作电压和电流放大作用原理，了解基极-发射极间电压对电流放大倍数的影响。 能力目标 1. 能够解释三极管的工作状态，包括如何调控三极管的电流放大倍数和工作电压。 2. 能够通过实验或模拟实验来验证三极管的特性，如电流放大作用和伏安特性，并能够正确分析实验结果。 情感目标 1. 培养学生对自己能够理解和应用三极管知识的信心，鼓励他们通过实验操作来巩固学习成果，并克服困难。 2. 促进学生之间的合作与交流，鼓励他们在学习过程中相互帮助、分享知识和经验，共同探讨问题。 三维目标 导入情景 01 下图所示的是晶体管（三极管）是最重要的一种半导体器件。 新知学习 02 二、 三极管的基本构造 三极管的结构与图形符号如图3.6.11所示。它是通过一定的工艺，将两个PN结结合在一起的器件，所形成的三个区分别称为集电区、基区和发射区。基区与集电区的交界处的PN结称为集电结，发射区与基区间的PN结称为发射结。由发射区、基区和集电区各引出一个电极，分别称为发射极、基极和集电极，依次用e、b和c表示。 新知学习 02 二、 三极管的基本构造 根据结构的不同，三极管有NPN型和PNP型两种。基区为P型半导体的称为NPN型三极管;基区为N型半导体的称为PNP型三极管分别如图3.6.11(a)、(b) 所示。发射极箭头表示三极管正常工作时发射极电流的方向。三极管的文字符号用VT表示。 新知学习 02 二、 三极管的结构 新知学习 02 二、三层半导体材料构成NPN型、PNP型 结构特点： 1. 基区很薄 2. 发射区掺杂浓度>>基区掺杂浓度 3. 集电区尺寸>发射区尺寸，集电区掺杂浓度<发射区掺杂浓度 新知学习 02 二、三极管的类型及符号 新知学习 02 二、三极管的工作状态 1.三极管的工作电压 要使三极管工作在放大状态，必须给它的发射结加正向电压，集电结加反向电压。图3.6.12(a)、(b) 所示分别为NPN型、PNP型三极管工作在放大状态时的共发射极电路接法(该电路以基极为输入端，集电极为输出端，发射极为输入、输出两个回路的公共端，因此称为共发射极电路)。 新知学习 02 二、三极管的工作状态 可以看出，两类管子其外部电路所接电源极性正好相反。加在基极和发射极之间的正向偏压一般硅管为0.6~0.8V，锗管为0.1~ 0.3 V;加在集电极和发射极之间的反向电压为几伏至十几伏。 新知学习 02 二、三极管的工作状态 2.三极管的伏安特性 三极管各电极间的电压和电流之间的关系称为三极管的伏安特性，可用曲线直观地表示出来。图3.6.14所示是三极管的输入特性曲线和输出特性曲线。 新知学习 02 二、三极管的工作状态 3.三极管的主要参数 电流放大系数 通常三极管的电流放大系数B值在20~200之间。B值太小时，放大能力差;B值太大时，工作性能不稳定。最常用的B值在60~100之间。 穿透电流 基极开路(=0)时，集电极和发射极之间的反向电流，称为穿透电流，用表示。随温度的升高而增大。越小，管子性能越稳定。硅管穿透电流比锗管小，因此硅管比锗管稳定性好。 新知学习 02 二、三极管的工作状态 集电极最大允许电流 指三极管正常工作时，集电极所允许的最大电流，用Icm表示。当超过一定值时，电流放大系数值就要下降;如果超过，则值下降到正常值的以下。 反向击穿电压 指基极开路时，加在集电极和发射极之间的最大允许电压，用 表示。如果 > ，会使三极管击穿。 新知学习 02 二、三极管的工作状态 集电极最大耗散功率 指三极管正常工作时，集电极所允许的最大平均功率，用表示。小于1W的称为小功率管，大于1W的称大功率管。大功率管的值是在常温下并带有散热器时的数值。 新知学习 02 二、三极管的工作状态 特征频率 三极管的电流放大系数与工作频率有关，当三极管的工作频率超过一定值后，若工作频率再升高，电流放大系数会下降。特征频率是指下降到1时三极管的工作频率，用表示。通常将≤3MHz的三极管称为低频三极管，将>3MHz的三极管称为高频三极管。 新知学习 02 二、三极管的种类与检测 1.三极管的种类 三极管一般按用途分类，见表3.6.3。 新知学习 02 二、三极管的种类与检测 2.三极管的检测 使用三极管前必须首先知道三极管的管型(NPN型还是PNP型)和三个引脚极性。除了查询三极管手册或用专门仪器测试外，最简单的方法就是用万用表检测或识别。 新知学习 02 二、三极管的种类与检测 3.三极管引脚的识别 三极管的引脚极性还可以根据封装形式进行识别，识别方法如图3.6.18所示。 新知学习 02 一、实训目的 学会识别三极管引脚的方法，掌握检测三极管管型与引脚的技能. 二、实训要求 1.识别所提供三极管的引脚 2.用指针式万用表检测所提供的三极管的管型与引脚。 三、实训器材 指针式万用表1只，NPN型和PNP型三极管若干。 二、三极管管型与引脚的识别及检测 新知学习 02 四、实训步骤 (1)根据封装形式识别所提供三极管的引脚极性，并做好标注。(2)用指针式万用表先判别出三极管的基极和管型，再判别集电极和发射极，并与根据封装形式识别的结果作比较，看是否一致。 五、注意事项 测量时，手不要同时触及三极管的两极，避免人体电阻与被测器件并联，影响测量结果的准确性。 二、三极管管型与引脚的识别及检测 小试牛刀 题目 1： 下列哪种方式可以用来检测三极管的类型？ A. 观察标识 B. 测量电阻值 C. 测量电压 D. 测量电流 解析：正确答案是A。三极管的型号通常会有标识，比如文字或代码。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 2： 三极管的型号中，BC系列代表哪种类型的三极管？ A. NPN B. PNP C. 双极型 D. 场效应型 解析：正确答案是A。BC系列通常代表NPN型三极管。 尝试解答下面习题 单相变压器的基本结构包括以下哪些部分？ A. 铁芯、初级绕组、次级绕组、绝缘材料 B. 铁芯、次级绕组、初级绕组、绝缘材料 C. 铁芯、绝缘材料、初级绕组、次级绕组 D. 初级绕组、次级绕组、铁芯、绝缘材料 解析：正确答案是A。单相变压器的基本结构包括铁芯、初级绕组、次级绕组和绝缘材料等组成部分，它们共同实现电能的变压和传输。 小试牛刀 题目 3： 测量三极管的β值时，通常使用哪种方法？ A. 反向击穿法 B. 直流工作点法 C. 交流小信号法 D. 瞬态响应法 解析：正确答案是B。测量三极管的β值通常使用直流工作点法。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 4： 三极管的引脚识别中，哪根引脚通常是基极？ A. 1号引脚 B. 2号引脚 C. 3号引脚 D. 取决于型号 解析：正确答案是B。通常三极管的第二个引脚是基极。 尝试解答下面习题 题目 5： 下列哪种情况可能会导致三极管失效？ A. 过大的输入电压 B. 低温环境 C. 输入功率不足 D. 过小的基极电流 解析：正确答案是A。过大的输入电压可能会导致三极管失效。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 6： 三极管的放大作用是通过什么来实现的？ A. 电流控制电压 B. 电压控制电流 C. 电压控制电阻 D. 电阻控制电压 解析：正确答案是B。三极管的放大作用是通过基极-发射极间的电压控制输出电流。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 7： 三极管在电路中常用来实现什么功能？ A. 放大信号 B. 发生信号 C. 分频信号 D. 幅值修正 解析：正确答案是A。三极管常用于放大信号，起放大作用。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 8： 题 10.11 图所示是两个晶体管的输出特性曲线，试判断哪个管子的放大能力强？ 解析：由放大区域的图形中，相同 下查看相应 ，大则放大能力强。如查看 =40μA 时，图（a）=4.5mA，图（b）=3.5mA，可见，（a）管放大能力大于（b）管。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 9： 测得电路中各晶体管各极的电位，判断各管的工作状态。 解析： VT1:=0.7V>0发射结正偏=5V>0集电结反偏 放大 VT2:=0.7V>0发射结正偏V<0集电结正偏 饱和 VT3:=0.7V>0发射结正偏=1V>0集电结反偏 放大 VT4:=0发射结零偏=5V>0集电结反偏 截止 小试牛刀 尝试解答下面习题 课堂小结 03 在本节课中，我们深入了解了三极管这一重要的半导体器件，并涉及了多个关键知识点，包括三极管的基本构造、工作状态、种类与检测以及管型与引脚的识别。下面是本节课的课堂小结： 在本节课中，我们学习了三极管的基本构造，了解到三极管由基区、发射区和集电区组成，且基区掺杂类型与发射区相同。三极管的工作状态中，基极-发射极间的电压起到控制电流放大作用的关键作用，同时我们研究了三极管的伏安特性曲线，描述了输入端与输出端的关系，以及三极管的主要参数，如最大集电极电压、最大集电流和最大电流放大倍数等。 我们还学习了三极管的种类，主要包括NPN和PNP两种类型，它们的区别在于掺杂类型不同。在识别和检测三极管时，我们了解到可以通过观察标识、使用万用表等方法来判断三极管的类型和状态，并学会了正确识别三极管的引脚，通常第3根引脚是发射极，第2根引脚是基极，第1根引脚是集电极。 通过本节课的学习，我们对三极管的基本原理、工作状态及种类有了更深入的了解，这些知识将为我们进一步学习和应用电子电路提供坚实的基础。 作业布置 04 1.请简要说明三极管的基本构造，并标注出基区、发射区和集电区各自的作用。 2.解释三极管的工作状态中，基极-发射极间的电压是如何控制三极管的电流放大倍数的。 3.列举三极管的主要参数，并解释它们在评估三极管性能时的重要性。 感谢观看 $$