第6课 三极管1——初识三极管-【精彩三年】2024-2025学年高中通用技术选择性必修1课程探究与巩固Word教参（苏教版2019）

第6课　三极管1——初识三极管(见学生用书P32) ——3.2　初识模拟电路，教材P49～53 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．能够辨析三极管的外形、电路符号和结构类型。　2.理解三极管开关状态。 1．三极管的结构和组合形式 (1)三极管的内部结构是由__两个__PN结组成，需要有三个杂质半导体区域，可有两种组合形式，即__NPN__和__PNP__组合形式。三极管三个电极的名称分别是基极用__b__表示、集电极用__c__表示、发射极用__e__表示。三个区域分别称为基区、__集电区__和发射区。两个PN结分别称为__发射结__和__集电结__。 (2)不同组合形式的三极管，工作时所需工作电压的极性和流过各极电流的方向是不同的，图中三极管__发射极__的箭头表示发射结__正向导通__时的电流方向。 2．三极管的三种工作状态 (1)三极管可以对模拟信号进行放大，也可以在数字电路中做__开关__等使用。 ①放大状态。发射结加上__正向电压__，集电结加上__反向电压__，集电极电流Ic__受到__基极电流Ib的控制，三极管具有__电流放大__作用，__Ic＝βIb__，β称为三极管的电流放大倍数，一般在__20～200__之间。放大状态常用于对模拟信号的处理。 ②截止状态。发射结__没有__导通，基极电流Ib≈0，集电极电流Ic≈0，集电极c和发射极e间电阻很大，相当于__开路__。 ③饱和状态。发射结和集电结均加上正向电压，集电极电流Ic__不再__受基极电流Ib的控制，即__Ic≠βIb__。此时集电极c和发射极e间的电压__Uce(饱和压降)__很小，近似为__0.3__V__，相当于__短路__。 (2)三极管的__饱和状态__和__截止状态__可作为一个电子开关的接通和断开，常用于处理数字信号。截止状态相当于__开关断开__，饱和状态相当于__开关闭合__，因而可以当作开关使用，以NPN管为例，其条件与现象是： ①饱和：条件——输入信号足够大(高电平)；现象——三极管流过的电流较大，而集电极与发射极之间的电压只有0.3 V左右(低电平)。 ②截止：条件——输入信号足够小(低电平)；现象——三极管没有电流流过，集电极与发射极之间的电压与电源电压相近(高电平)。 本课核心点·重难点 1．三极管的管脚识别规律 实物图形与引脚 极性说明 中小功率塑料三极管，平面朝向自己，三个引脚朝下放置，一般从左到右依次为ebc。 金属帽底端有一个小凸起，距离这个凸起最近的是e，顺时针依次是bc。 没有凸起，顺时针管脚依次为ebc。 一些大功率三极管只有两根引脚，它的外壳作为第三根引脚为c。 2．三个电极的电位关系 关系如图所示，发射极箭头方向即PN结正偏方向，也指示电流的流向。 ①Ie＝Ic＋Ib ②Ie>Ic>Ib ③NPN管：两进一出；PNP管：一进两出。 ④NPN管：集电极c在电路中接高电平处(或VCC处)； PNP管：发射极e在电路中接高电平处(或VCC处)。 3．晶体三极管的开关特性 半导体三极管(简称“三极管”)，是电子电路中的核心器件之一，也是集成电路中的基础器件。 (1)NPN管 饱和条件：输入信号足够大(高电平)。 现象：三极管流过的电流较大，集电极和发射极之间的电压只有0.3 V左右(低电平)。 截止条件：输入信号足够小(低电平)。 现象：三极管没有电流通过，集电极和发射极之间的电压与电源电压相近(高电平)。 (2)PNP管 饱和条件：输入信号足够小(低电平)。 现象：三极管流过的电流较大，集电极和发射极之间的电压只有0.3V左右(低电平)。 截止条件：输入信号足够大(高电平) 现象：三极管没有电流通过，集电极和发射极之间的电压与电源电压相近(高电平)。 (3)开关状态举例 ①NPN管类型(图1)：当A点为1(高电平)，三极管V导通，F1为0(低电平)；当A点为0(低电平)，三极管V截止，F1为1(高电平)。 ②PNP管类型(图2)：当A点为1(高电平)时，三极管V截止，F2为0(低电平)；当A点为0(低电平)时，三极管V导通，F2为1(高电平)。 图1 　　　　　　　图2 例1 下列三极管的电路符号中电极标注正确的是(　C　) 　A.　　　　　　　　　B.　　　　　　　　　　C.　　　　　　　　D. 【解析】 三极管图形如下，分别是NPN管和PNP管，选项C正确。 例2 如图所示的三极管，它的发射极是(　A　) A．l B．2 C．3 D．不能确定 【解析】 平面朝向自己，三个引脚朝下放置，一般从左到右依次为ebc，选项A正确。 变式 下列选项中，a与b功能相同的是(　D　) 　　　　A.　　　　　 　　　B.　　　　　　　　C.　　　　　　 　　D. 【解析】 选项A，两个二极管连接并不能实现三极管的功能，三极管只有在用万用表检查PN结是否正常时，才看作两个二极管相连；选项B，a是光敏电阻，b是湿度传感器；选项C，a是LED，b是电解电容；选项D，a和b都是可调电阻，选项D正确。 例3 2023·绍兴鲁迅中学检测在电路中分别测得四个硅材料三极管的三个电极的电位如图所示，下列说法正确的是(　C　) 　A．处于饱和状态　　 　　B．处于放大状态　　　　C．处于放大状态　　　D．处于饱和状态 【解析】 选项A，PNP管，发射结反偏，处于截止状态，选项错误；选项B，PNP管，发射结反偏，处于截止状态，选项错误；选项C，NPN管，基极大于发射极，发射结正偏，基极小于集电极，集电结反偏，处于放大状态，选项正确；选项D，PNP管，发射结正偏，集电结反偏，处于放大状态，选项错误。 变式 在电路中分别测得硅材料三极管的三个电极的电位如图所示，处于放大状态的是(　A　) A.　　　　　　　　　　　B.　　　　　　　　　C.　　　　　　　　　D. 【解析】 选项A，NPN管发射结正偏，集电结反偏，处于放大状态；选项B，NPN管发射结反偏，处于截止状态；选项C、D处于饱和状态。故选项A正确。 　　三极管处于放大状态，其工作电流如图所示。下列判断中正确的是(　C　) A．三极管是NPN型，①脚是基极，③脚是发射极 B．三极管是NPN型，①脚是发射极，③脚是集电极 C．三极管是PNP型，①脚是基极，③脚是发射极 D．三极管是PNP型，①脚是发射极，③脚是集电极 【解析】 由Ie＝Ib＋Ic可知，②脚电流只能是流出，一进两出，这是PNP管；放大状态时Ic＝βIb，得知：Ib<Ic<Ie，选项C正确。 例4题图 　　　　　例5题图 　　小明在放大电路中测得三极管T的直流电位如图所示，下列说法不正确的是(　B　) A．三极管T的管型是PNP B．集电极的电位是12 V C．基极电位是11.3 V D．三极管T属于硅管 【解析】 放大状态时，基极电位处于中间位置(NPN和PNP都是)，11.3 V是基极。结合Ube＝0.7 V可知，发射极的电位是12 V，选项B错误。 　　如图所示，这是用三极管控制发光二极管的电路，根据V1基极的输入情况控制V2发光或不发光，现要将该电路用于下雨提示，当湿敏传感器MS检测到雨水时，接通电路，使V1 发光。下列元器件与电路的连接中正确的是(　B　) 　　　　　　　　　　　　　A.　　　　　　　B.　　　　　　C.　　　　　　D. 【解析】 由湿度大时亮灯反推，V2发光→三极管V1导通→V1的基极为高电平；反之，湿度小时，V1的基极为低电平；湿敏电阻MS一般为负系数，故湿度大时电阻小，选项B正确。 变式1 如图所示，这是由光敏电阻、电位器、发光二极管、三极管及电阻等组成的光控灯电路模型，下列关于该电路的说法中，正确的是(　D　) A．三极管V属于PNP型三极管 B．当外界光线足够暗时，三极管V处于饱和状态 C．外界光线变强时，光敏电阻RG的阻值变大 D．要实现外界光线足够暗时LED发光，可交换RG与RP的位置 【解析】 选项A，三极管V属于NPN型三极管，选项错误；选项B，当外界光线足够暗时，三极管V基极为低电平，处于截止状态，选项错误；选项C，外界光线变强时，光敏电阻RG的阻值变小，选项错误。 变式2 如图所示的简易温度报警器，当温度超过设定温度时，LED灯发光报警。下列关于此电路的说法中，正确的是(　C　) A．热敏电阻RT是正温度系数的 B．电阻R3主要作用是分流 C．调节可变电阻RW可以改变报警温度 D．三极管V2的管型是NPN管 【解析】 选项A，由温度超过设定温度时LED灯发光反推，LED灯点亮→三极管V2导通，V2基极为高电平→V1截止→V1基极为低电平，则RT为负系数，选项错误；选项B，电阻R3主要作用是分压，限流，选项错误；选项D，三极管V2的管型是PNP管，选项错误。 变式3 小明打算用三极管和光敏电阻等设计制作一个光控电路，实现当光线暗时发光二极管点亮。以下能满足他设计要求的电路是(　B　) A.　　　　　　　　　　B.　　　　　　　　　C.　　　　　　　　　D. 【解析】 选项C、D，PNP管的发射极需要接高电平端，选项错误；选项A，光线暗时，光敏电阻阻值大，VT基极为低电平，三极管截止，选项错误。 　　2023·诸暨中学检测通用技术课上，老师开展了“强光指示电路”实践活动，示例电路如图1所示，下列是四位同学在面包板(内部如图3所示)上搭接的实物电路，其中正确的是(　A　) 　　　　　　　　　A.　　　　　　　　　　　　　　　　　　B. 　　　　　　　C.　　　　　　　　　　　　　　　　　　D. 【解析】 按照面包板的孔的连通方式，将四个选项搭接的实物电路用笔连接后与电路图对照可知，选项A正确。选项B、D把发光二极管的正负极连反了，选项C将三极管的发射极与集电极接反了。 |随|堂|检|测| 1．在电路中测得硅材料二极管的三个电极的电位如图所示，处于饱和状态的是(　B　) 　A.　　　　　　　　　B.　　　　　　　　　　C.　　　　　　　　　D. 【解析】 选项A处于截止状态；选项B处于饱和状态；选项C处于截止状态；选项D处于截止状态。故选项B正确。 2．常见的电子元器件如图所示，关于下列电子元器件的说法中，正确的是(　C　) 　①　　　 　　②　　　　　③　　　　 　④　　　　　⑤　　　　　　⑥ A．①和⑤都可以当传感器使用 B．②和④都是电容，读数方式一样 C．③损坏时可用⑥代替 D．⑥损坏时可用两个③代替 【解析】 选项A，①是光敏电阻，光照越强电阻越小，可用作光敏传感器，⑤是色环碳膜固定电阻，一般不能当传感器使用；选项B，②和④都是电容，但它们的标称读数不一样，②是瓷片电容器，数字标称读数为10×104 pF＝100 000 pF，④是有极性的电解电容器，直接数字标称读数，如470 μF/100 V，即电容量为470 μF，耐压是100 V；选项C，③是普通整流二极管，损坏时可用⑥这样的普通中功率三极管(如 9013等)的集电结代替，选项正确；选项D，三极管内的两个PN结是具有特殊的结构关系的，在一定电路里具有电流放大功能的，无法用两个独立的二极管中的PN结代替。 3．用多用电表测得电路中流过三极管①、②、③脚的电流大小分别为2 mA，0.04 mA，2.04 mA，电流方向如图所示，该三极管的β值为120，下列说法中正确的是(　B　) A．该三极管是NPN三极管，此时处于放大状态 B．①脚是集电极c，②脚是基极b，③脚是发射极e C．该三极管是NPN型三极管，但是无法判断状态 D．该三极管是PNP型三极管，此时处于饱和状态 【解析】 选项B，Ie＝Ib＋Ic且Ib最小→①脚是集电极c，②脚是基极b，③脚是发射极e，选项正确；选项D，从图中发现，③脚的总电流方向由三极管内部向外流→该三极管是NPN型三极管，选项错误；选项A、C，Ic/Ib＝2 mA/0.04 mA＝50＜120，所以三极管已进入饱和状态，选项错误。 4．某温控报警电路如图所示，RT为热敏电阻，要求温度过高时发出报警声音，下列说法正确的是(　B　) A．BELL为蜂鸣器，没有正负极之分 B．R2对V1的基极有限流保护作用 C．三极管饱和导通时，发光二极管会亮 D．RT为正温度系数热敏电阻 【解析】 选项A，常见的蜂鸣器，内部有一个类似于555电路组成的振荡电路，用户只需要给一个直流电压后，555振荡电路输出一个脉冲波驱动蜂鸣片，有正负极之分，反接后，555电路不能工作，选项错误；选项C，依据选项的提示分析，当三极管饱和时，忽略了二极管的特性，正向导通，反向截止，选项错误；选项D，依据题意分析，RT为负温度系数的热敏电阻，选项错误。 5．2023·柯桥中学检测小通想设计一款抽屉灯，在环境光很暗时打开抽屉，灯会点亮，方便寻找东西；在环境光亮时打开抽屉，灯不亮，节能环保。他计划用光敏电阻来检测环境光，用干簧管来检测抽屉的开合(抽屉上安装有磁铁，抽屉合上后干簧管常开触头闭合)。下列电路原理图中，能实现抽屉灯功能的是(　C　) 　　　　　A.　　　　　　　　　B.　　　　　　　　C.　　　　　　　　　D. 【解析】 选项A、B，当抽屉合上后干簧管常开触头闭合，三极管基极电位为高电平，三极管导通，灯点亮，选项错误；选项C、D符合合上抽屉灭灯的要求；当天黑时，打开抽屉，干簧管断开，RL阻值变大，三极管导通，灯点亮，选项C正确。 6．如图所示的两个电路中，三极管为硅管，下列关于LED发光时M、N点电位的分析中，正确的是(　A　) A．M点约为5.3 V，N点约为5.3 V B．M点约为0.7 V，N点约为3 V C．M点约为2.7 V，N点约为3 V D．M点约为2.7 V，N点约为0.7 V 【解析】 当LED发光时，Ube＝0.7 V，发射极都接电源，则基极电位都约为5.3 V，选项A正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$