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四川省(对口招生)《电子技术基础与技能》
易错题精讲
易错点五 晶体三极管
例1 (24单招)一只处于放大状态的晶体管,各引脚对地电位如图1所示,下面对其类型、材料和管脚判定正确的是哪一个。
图1
A.NPN硅管,①e、②b、③c B.NPN锗管,①b、②e、③c
C.PNP硅管,①c、②b、③e D.PNP锗管,①c、②e、③b
【错解】C
【错因】对三极管工作状态未掌握。
【正解】A
【解析】
①判断基极 b 与材料
三极管放大状态下,发射结正向偏置,b、e 之间存在固定压降:
硅管:,锗管:
引脚②电位 0.7V,引脚①电位 0V,二者压差 ,符合硅管特征;
因此②、①一个是 b、一个是 e,②电位更高,是基极 b。
②判断管型(NPN/PNP)
放大偏置规则:NPN:(集电极电位最高,发射极最低);PNP:(发射极电位最高,集电极最低)
三个引脚电位:①0V、②0.7V、③5V,电位排序:
完全满足 NPN 电位关系:
可得:发射极 e:①(电位最低 0V),基极 b:②(0.7V),集电极 c:③(电位最高 5V),材料:硅管。最终答案A。
【避错攻略】
一、晶体三极管
1.结构
由三层半导体、两个 PN 结构成,分为发射区、基区、集电区;引出三个电极:基极 B、发射极 E、集电极 C;基区薄且掺杂浓度低,发射区掺杂浓度最高。
NPN型三极管
PNP型三极管
2.分类
按导电类型:NPN 型、PNP 型;
按材料:硅管、锗管;
按功率:小功率、中功率、大功率管;
按频率:低频管、高频管。
国产命名规则
型号共 5 部分:第一部分数字(3 代表三极管);第二部分字母(A-PNP 锗、B-NPN 锗、C-PNP 硅、D-NPN 硅);第三部分字母(X 低频小功率、G 高频小功率、D 低频大功率等);第四、五部分为序号与规格。
电路符号
NPN:发射极箭头向外;PNP:发射极箭头向内;箭头方向代表发射结正向电流方向。
核心特点
电流控制型器件:基极小电流控制集电极大电流;
输入电阻小,存在基极损耗;
两种载流子(电子 + 空穴)参与导电,故称双极型管。
二、工作原理与特性曲线
1. 三极管电流放大原理
发射结正向偏置、集电结反向偏置时:
发射区向基区注入载流子,绝大多数载流子越过薄基区被集电极收集,仅极小部分形成基极电流;满足电流关系:
为电流放大系数,体现电流放大能力。
2. 三极管特性曲线
输入特性:固定时,与的关系,类似二极管伏安特性,存在导通阈值电压(硅管≈0.7V,锗管≈0.2V);
输出特性曲线
输人特性曲线
输出特性:固定时,与的关系,曲线分为截止区、放大区、饱和区。
三、工作状态判断
(一)三极管三种工作状态
工作状态
偏置条件
电流特征
应用场景
放大区
发射结正偏,集电结反偏
,电流线性放大
信号放大电路
饱和区
发射结正偏,集电结正偏
,不再随增大
开关导通状态
截止区
发射结反偏(或零偏)
开关断开状态
快速判断技巧:测量与电压,区分 PN 结偏置极性。
三、管脚识别
(1)符号识别
电路符号中:带箭头电极为发射极 E,中间引线为基极 B,剩余为集电极 C;箭头向外 = NPN,向内 = PNP。
(2)实物万用表判别
找基极 B:万用表电阻档,黑笔(内部正极)接某引脚,红笔分别接另外两脚,均导通为 NPN 基极;红笔固定导通为 PNP 基极;
区分 E、C:已知 B 极,给 B 极串电阻接表笔,测导通放大倍数,放大倍数大的一组对应正确 E、C。
1.(25单招)某三极管的型号是3CG6B,其极性和材料是。( )
A.NPN型,硅材料。 B.PNP型,硅材料
C.NPN型,错材料 D.PNP型,错材料
【答案】B
【解析】根据国产半导体器件命名规则(GB/T 249-1989),三极管型号“3CG6B”中:
第一位“3”表示这是三极管;第二位字母“C”代表材料和极性:C = PNP型,硅材料;
第三位字母“G”代表类型:高频小功率管;“6”为序号,“B”为规格号。故答案为B。
2.(25单招)某三极管处于放大状态,各电极电流如题2图所示,该三极管的极性和引脚判断正确的是
图2
A.PNP,①b,②e,③c B.PNP,①b,②c,③e
C.NPN,①b,②e,③c D.NPN,①b,②c,③e
【答案】D
【解析】①确定基极(b):基极电流 最小。图中①脚电流为 ,远小于其他两脚,故①为基极 b。②确定集电极(c)与发射极(e):根据三极管电流守恒: 。
②脚电流 ,③脚电流 ,满足 。因此,③为发射极 e,②为集电极 c。③判断三极管类型(NPN / PNP):电流方向:①(b)和②(c)流入,③(e)流出。符合 NPN 管特性:基极与集电极电流流入,发射极电流流出。若为 PNP,则应为发射极流入、基极与集电极流出,与题设不符。综上,该三极管为 NPN 型,引脚对应为:①b,②c,③e。正确选项:D. NPN,①b,②c,③e。
3.三极管工作于放大状态的条件是 ( )
A.发射结正偏,集电结正偏 B.发射结反偏,集电结反偏
C.发射结正偏,集电结反偏 D.发射结反偏,集电结正偏
【答案】C
【解析】三极管有三种工作状态,当发射结正偏,集电结反偏时,三极管处于放大状态;当两个结均正偏时,三极管处于饱和状态;当两个结均反偏时,三极管处于截止状态。故答案为C。
1.工作在放大状态的NPN型三极管,其三个电极上的电位关系是 ( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】NPN型三极管工作在放大区时,需满足:发射结正偏: ,集电结反偏:
,综合得电位关系: 。正确选项:A
2. 下列三极管处于饱和状态的是( )
A B C D
【答案】C
【解析】判断饱和状态需满足发射结与集电结均正偏:
A:NPN型, , → 放大区
B:NPN型, , → 放大区
C:PNP型, , (即 )→ 饱和区
D:PNP型, → 截止区。正确选项:C
3.(判断题)在饱和区时,三极管的发射结和集电结都处于正偏。 ( )
【答案】√
【解析】三极管饱和区的定义:NPN型: VBE>0 且 VBC>0;PNP型: VEB>0 且 VCB>0
无论类型,饱和区时发射结和集电结均正偏,判断结果:正确(√)
4.已知某放大电路中,三极管三个电极A、B、C的对地电位分别为VA=6V,VB=3V,VC=2.3V,,下列说法正确的是 ( )
A.三极管为NPN型,B为集电极 B.三极管为NPN型,B为基极
C.三极管为PNP型,C为集电极 D.三极管为PNP型,C为基极
【答案】B
【解析】因为与之间相差0.7V,说明B、C是基极和发射极,A为集电极,若为PNP 管,应比都要小,而题目中,因此三极管为NPN型,且B为基极。.
5.测得某放大器中,晶体管各脚间的电压如图3所示,则该晶体管是( )
图3
A.硅管,NPN型 B.硅管,PNP型 C.锗管,NPN型 D.锗管,PNP型
【答案】C
【解析】确定晶体管类型(NPN/PNP)电位关系: ,即最高电位在中间脚,最低在右侧脚。若设中间为集电极 ,左侧为基极 ,右侧为发射极 ,则满足:符合 NPN型晶体管放大区工作条件。判断材料(硅/锗)发射结正偏压降:此值符合 锗管 典型导通压降(硅管约为 0.7V)。该晶体管为 锗管,NPN型。答案:C. 锗管,NPN型。
6.用指针式万用表检测三极管的引脚和类型时,任意假定三极管的一个电极是基极,用黑表笔与之相接,用红表笔与另外两极相接,当两次电阻都较小时,下列判断结果正确的是( )
A.黑表笔所接为b极,管型为PNP B.黑表笔所接为c极,管型为NPN
C.黑表笔所接为b极,管型为NPN D.黑表笔所接为c极,管型为PNP
【答案】C
【解析】假定基极(b极):任意假定一个电极是基极,用黑表笔接该电极,红表笔接另外两个电极。电阻小的含义:两次测量的电阻都较小,说明这两个PN结(发射结、集电结)都处于正向偏置状态。管型判断:对于NPN型三极管,基极(b)的电位高于发射极(e)和集电极(c)的电位(因为NPN的发射结和集电结正偏时, 且 )。此时,黑表笔(接内部电源正极)接基极(b),红表笔(接内部电源负极)接发射极(e)或集电极(c),相当于给发射结和集电结加正向电压(因为 ,即 、 ),所以PN结正向导通,电阻小。对于PNP型三极管,基极(b)的电位低于发射极(e)和集电极(c)的电位( 且 )。若黑表笔接基极(b),红表笔接发射极或集电极,此时PN结会处于反向偏置(因为 ,即 、 ),电阻应该很大,与题目中“两次电阻都较小”矛盾。选项验证:选项A:黑表笔接b极,管型为PNP。根据上述分析,PNP型时黑表笔接b极,PN结反向偏置,电阻应很大,不符合“两次电阻都较小”,排除。选项B:黑表笔接c极,管型为NPN。若黑表笔接c极,红表笔接b和e,此时集电结和发射结的偏置情况不符合NPN的正向偏置要求(NPN需要 、 ,但黑表笔接c极时 电位高,无法满足 ),排除。选项C:黑表笔接b极,管型为NPN。符合NPN型的正向偏置条件( 、 ),两次测量PN结正向导通,电阻小,正确。选项D:黑表笔接c极,管型为PNP。同理,PNP型需要 、 ,黑表笔接c极时 电位高,PN结反向偏置,电阻大,排除。答案:
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