内容正文:
山东省(春季高考)考纲百套卷
第5卷 三极管——结构、特性、参数与工作状态
单元过关卷《电子技术基础与技能》机电技术类
时间:60分钟 总分:100分
班级____ 姓名____ 学号____ 成绩____
一、单项选择题(本大题共20小题,每题3分,共60分)
1. 万用表检测三极管时,应使用_____进行测量。( )
A. 电阻挡
B. 挡
C. 直流电压挡
D. 挡
2. 晶体管的发射结正偏、集电结反偏时,工作在( )
A. 饱和区
B. 放大区
C. 截止区
D. 击穿区
3. 如图所示为晶体管型号标识,该晶体管的类型和E分别是( )
A. NPN 型,发射极
B. PNP 型,集电极
C. NPN 型,基极
D. PNP 型,发射极
4. 3AX31是______三极管( )
A. NPN型锗材料、高频小功率
B. PNP型锗材料、低频小功率
C. PNP型硅材料、低频小功率
D. NPN型锗材料、低频小功率
5. 关于晶体三极管的内部结构,正确的说法是( )
A. 由一个PN结和两个电极组成
B. 由两个PN结和三个电极组成
C. 由三个PN结和两个电极组成
D. 由两个PN结和两个电极组成
6. 一个接在放大电路中的晶体管,看不出型号,也没有其他标记,现用万用表测得它的三个管脚对地电位分别为V1=-9V,V2=-6V,V3=-6.2V,则( )
A. 管脚1为集电极,管脚2为发射极,管脚3为基极,管型为PNP
B. 管脚1为集电极,管脚2为发射极,管脚3为基极,管型为NPN
C. 管脚1为发射极,管脚2为集电极,管脚3为基极,管型为PNP
D. 管脚1为发射极,管脚2为基极,管脚3为集电极,管型为NPN
7. 测得工作在放大状态的某三极管电流如图所示,则管脚自左至右的顺序及第②个电极的电流大小、方向分别为( )。
A. ebc、6 mA、流进
B. bce、6 mA、流出
C. bce、6 mA,流进
D. bec、6 mA、流出
8. 在分压偏置电路中,若环境温度上升,通过发射极电阻的调节会引起( )
A. 增大
B. 增大
C. 减小
D. 增大
9. 工作在放大状态的PNP型三极管,其三个电极上的电位关系是( )
A.
B.
C.
D.
10. 管、管管型分别应为( )
A. NPN型、PNP型
B. PNP型、NPN型
C. NPN、NPN型
D. PNP、PNP型
11. 固定偏置式放大电路中,三极管处于放大状态,下列哪种情况会使IC下降( )
A. VCC、RB一定,RC增大
B. VCC、RC一定,RB减小
C. RB、RC一定,VCC增大
D. VCC、RC一定,RB增大
12. 晶体三极管工作在放大状态时,发射结和集电结应分别处于( )
A. 正向偏置和反向偏置
B. 正向偏置和正向偏置
C. 反向偏置和正向偏置
D. 反向偏置和反向偏置
13. 常用三极管9013的极限参数为:为25 V,为0.5 A,为0.625 W。当为15 V时,为保证三极管的耗散功率不超过允许值,集电极电流的最大值约为( )
A. 20 mA
B. 41.7 mA
C. 50 mA
D. 500 mA
14. 放大电路如图所示,已知三极管的,则该电路中三极管的工作状态为( )
A. 截止
B. 无法确定
C. 放大
D. 饱和
15. 三极管三个电极组合的反向击穿电压大小规律是( )
A.
B.
C.
D.
16. 为了保证晶体管放大器的正常工作,应当设置合适的静态工作点,使其( )
A. 基极电压为负
B. 饱和状态
C. 工作于线性放大区
D. 工作在高频段
17. 如图所示电路,已知三极管VT的电流放大系数,则三极管VT处于( )
A. 放大状态
B. 截止状态
C. 饱和状态
D. 无法确定
18. 一只性能良好的NPN型三极管,用指针式万用表欧姆挡测其极间电阻,第一次用红表笔接b极,黑表笔接c极,第二次用红表笔接b极,黑表笔接e极,则测量结果应该是( )
A. 第一次电阻大,第二次电阻小
B. 第一次电阻小,第二次电阻大
C. 两次都很大
D. 两次都很小
19. 当晶体管工作在放大区时,发射结电压和集电结电压应为( )
A. 前者反偏、后者正偏
B. 前者正偏、后者反偏
C. 前者正偏、后者正偏
D. 前者反偏、后者反偏
20. 温度升高时,晶体管的阈值电压 UBE将( )
A. 升高
B. 无法确定
C. 不变
D. 降低
二、判断题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. NPN三极管的电流是从发射极流出三极管。( )
22. 三极管工作在放大状态的外部条件是:发射结加正偏电压,集电结加反偏电压。( )
23. 当三极管工作在放大状态时,满足发射结正偏,集电结正偏。( )
24. 三极管在放大区工作时,集电极电流的变化主要由基极电流的变化引起。( )
25. 共发射极放大电路的三极管导通后,测出,说明管子类型为硅管。( )
26. 三极管的参数越小,说明三极管的性能越好。( )
27. NPN型三极管当基极电位最高时,三极管工作在截止状态。( )
28. 当三极管处于饱和状态时,其发射结、集电结都正偏,对失去控制作用。( )
29. 只要满足VC>VB>VE,就说明管子一定处于放大状态。( )
30. 三极管的β随着温度的升高而增大。( )
三、简答题(本大题共3小题,每题4分,共12分)
31. 简述三极管放大器的3种组态及各自的特点。
32. 如何利用万用表检测三极管的极性?
33. 某晶体管的 PCM=1W,当 UCE=10V 时,其集电极最大允许电流 ICM为多少?若 UCE降至 5V,ICM变为多少?
四、综合应用题(本大题共1小题,每题8分,共8分)
34. 试解释为什么三极管具有电流放大作用。
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山东省(春季高考)考纲百套卷
第5卷 三极管——结构、特性、参数与工作状态
单元过关卷《电子技术基础与技能》机电技术类
时间:60分钟 总分:100分
班级____ 姓名____ 学号____ 成绩____
一、单项选择题(本大题共20小题,每题3分,共60分)
1. 万用表检测三极管时,应使用_____进行测量。( )
A. 电阻挡
B. 挡
C. 直流电压挡
D. 挡
【答案】D
【解析】用万用表检测三极管的极性和各极间电阻时,应选择合适的电阻挡。R×1k挡的测试电压和电流较适宜,既能观察发射结、集电结的正向导通与反向截止,又不易因测试电流过大而损坏三极管,因此选D。
2. 晶体管的发射结正偏、集电结反偏时,工作在( )
A. 饱和区
B. 放大区
C. 截止区
D. 击穿区
【答案】B
【解析】三极管工作在放大区的条件是发射结正偏、集电结反偏。此时发射极向基区注入载流子,集电结反偏电场将载流子收集到集电极,集电极电流受基极电流控制,因此选B。
3. 如图所示为晶体管型号标识,该晶体管的类型和E分别是( )
A. NPN 型,发射极
B. PNP 型,集电极
C. NPN 型,基极
D. PNP 型,发射极
【答案】D
【解析】根据图中的三极管型号标识可判断其为PNP型;三极管符号中带箭头的电极为发射极,图中标注E的电极即为发射极,因此选D。
4. 3AX31是______三极管( )
A. NPN型锗材料、高频小功率
B. PNP型锗材料、低频小功率
C. PNP型硅材料、低频小功率
D. NPN型锗材料、低频小功率
【答案】B
【解析】国产三极管型号中,第一位“3”表示三极管,“A”表示PNP型锗材料;“X”表示低频小功率,因此选B。
5. 关于晶体三极管的内部结构,正确的说法是( )
A. 由一个PN结和两个电极组成
B. 由两个PN结和三个电极组成
C. 由三个PN结和两个电极组成
D. 由两个PN结和两个电极组成
【答案】B
【解析】晶体三极管内部含有发射结和集电结两个PN结,并引出发射极、基极和集电极三个电极。其他选项对PN结数量或电极数量的描述不正确。
6. 一个接在放大电路中的晶体管,看不出型号,也没有其他标记,现用万用表测得它的三个管脚对地电位分别为V1=-9V,V2=-6V,V3=-6.2V,则( )
A. 管脚1为集电极,管脚2为发射极,管脚3为基极,管型为PNP
B. 管脚1为集电极,管脚2为发射极,管脚3为基极,管型为NPN
C. 管脚1为发射极,管脚2为集电极,管脚3为基极,管型为PNP
D. 管脚1为发射极,管脚2为基极,管脚3为集电极,管型为NPN
【答案】A
【解析】首先,找到电位相近的两个管脚,2和3,分别为B、E,则剩余1管脚为C,电位居中的3为B,最后2为E。第二步排列电位顺序:VE>VB>VC,为PNP管型。
7. 测得工作在放大状态的某三极管电流如图所示,则管脚自左至右的顺序及第②个电极的电流大小、方向分别为( )。
A. ebc、6 mA、流进
B. bce、6 mA、流出
C. bce、6 mA,流进
D. bec、6 mA、流出
【答案】C
【解析】根据图示各支路电流方向和工作在放大状态这一条件,可确定三极管管脚自左至右为b、c、e。由三极管电流关系IE=IC+IB及图中给出的电流数值可知,第②个电极为基极,其电流为6mA,方向为流进三极管,因此选C。
8. 在分压偏置电路中,若环境温度上升,通过发射极电阻的调节会引起( )
A. 增大
B. 增大
C. 减小
D. 增大
【答案】C
【解析】温度升高时,三极管的反向饱和电流增大,集电极电流有增大的趋势。分压偏置电路通过发射极电阻产生更大的压降,使发射极电位升高,从而使UBE减小,基极电流IB减小,起到稳定工作点的作用,因此选C。
9. 工作在放大状态的PNP型三极管,其三个电极上的电位关系是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】PNP型三极管工作在放大区时,发射结正偏、集电结反偏。发射极电位最高,基极电位略低于发射极,集电极电位最低,因此电位关系为VC<VB<VE,选C。
10. 管、管管型分别应为( )
A. NPN型、PNP型
B. PNP型、NPN型
C. NPN、NPN型
D. PNP、PNP型
【答案】A
【解析】根据图中V1、V2所在支路的电源极性、发射极箭头方向及各极偏置关系判断,V1为NPN型,V2为PNP型,因此选A。
11. 固定偏置式放大电路中,三极管处于放大状态,下列哪种情况会使IC下降( )
A. VCC、RB一定,RC增大
B. VCC、RC一定,RB减小
C. RB、RC一定,VCC增大
D. VCC、RC一定,RB增大
【答案】D
【解析】固定偏置电路中,基极电流近似为IB=(VCC-UBE)/RB,放大状态下IC=βIB。当VCC、RC一定而R_B增大时,IB减小,因而IC也减小,所以选B。RC的增大主要会使集电极电压降低,不能直接导致放大区内IC下降。
12. 晶体三极管工作在放大状态时,发射结和集电结应分别处于( )
A. 正向偏置和反向偏置
B. 正向偏置和正向偏置
C. 反向偏置和正向偏置
D. 反向偏置和反向偏置
【答案】A
【解析】晶体三极管处于放大状态时,发射结正向偏置以注入载流子,集电结反向偏置以收集载流子。两结均正向偏置时通常进入饱和状态,两结均反向偏置时通常处于截止状态。
13. 常用三极管9013的极限参数为:为25 V,为0.5 A,为0.625 W。当为15 V时,为保证三极管的耗散功率不超过允许值,集电极电流的最大值约为( )
A. 20 mA
B. 41.7 mA
C. 50 mA
D. 500 mA
【答案】B
【解析】三极管的耗散功率由集电极—发射极电压和集电极电流共同决定。当为15 V时,允许的最大集电极电流为 A,约为41.7 mA,因此选B。
14. 放大电路如图所示,已知三极管的,则该电路中三极管的工作状态为( )
A. 截止
B. 无法确定
C. 放大
D. 饱和
【答案】D
【解析】若处于放大状态,则:,观点不成立
15. 三极管三个电极组合的反向击穿电压大小规律是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】集电极与基极之间的反向击穿电压最大;集电极与发射极之间因漏电流受放大作用,反向击穿电压低于前者;发射极与基极反向击穿电压通常最低。因此大小规律为 。
16. 为了保证晶体管放大器的正常工作,应当设置合适的静态工作点,使其( )
A. 基极电压为负
B. 饱和状态
C. 工作于线性放大区
D. 工作在高频段
【答案】C
【解析】设置合适的静态工作点是为了确保晶体管在工作时能够在线性放大区域内运行,从而不产生失真并能有效地放大输入信号。选项C中的工作于线性放大区描述了晶体管在正常工作时的状态,因此是确保放大器正常工作的必要条件。因此,正确答案是C
17. 如图所示电路,已知三极管VT的电流放大系数,则三极管VT处于( )
A. 放大状态
B. 截止状态
C. 饱和状态
D. 无法确定
【答案】A
【解析】根据图示电路计算基极电流,并利用IC=βIB求得集电极电流;再将其与由集电极、发射极回路所能提供的最大电流比较。由图示参数可知三极管尚未达到截止或饱和条件,发射结正偏、集电结反偏,因此处于放大状态,选A。
18. 一只性能良好的NPN型三极管,用指针式万用表欧姆挡测其极间电阻,第一次用红表笔接b极,黑表笔接c极,第二次用红表笔接b极,黑表笔接e极,则测量结果应该是( )
A. 第一次电阻大,第二次电阻小
B. 第一次电阻小,第二次电阻大
C. 两次都很大
D. 两次都很小
【答案】C
【解析】指针式万用表欧姆挡通常黑表笔为正、红表笔为负。NPN型三极管的基极相当于两个二极管的阳极,基极应接较高电位才能使基极与集电极、发射极结正向导通。本题红表笔接基极、黑表笔接集电极或发射极时,两个结均反偏,因此两次测得的电阻都很大,选C。
19. 当晶体管工作在放大区时,发射结电压和集电结电压应为( )
A. 前者反偏、后者正偏
B. 前者正偏、后者反偏
C. 前者正偏、后者正偏
D. 前者反偏、后者反偏
【答案】B
【解析】三极管工作在放大区时,发射结必须正偏,以便发射区向基区注入载流子;集电结必须反偏,以便收集载流子。因此选B。
20. 温度升高时,晶体管的阈值电压 UBE将( )
A. 升高
B. 无法确定
C. 不变
D. 降低
【答案】D
【解析】对硅三极管,在一定电流范围内,温度升高会使发射结正向压降UBE的温度系数为负,通常约为-2mV/℃,因此阈值电压UBE降低,选B。
二、判断题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. NPN三极管的电流是从发射极流出三极管。( )
【答案】正确
【解析】从NPN型三极管的图形符号可以得到NPN三极管的电流是从发射极流出三极管。
22. 三极管工作在放大状态的外部条件是:发射结加正偏电压,集电结加反偏电压。( )
【答案】正确
【解析】判断正确。三极管工作在放大状态的外部条件是发射结正偏、集电结反偏。此时发射区注入载流子,集电结收集载流子,集电极电流能够受基极电流控制。
23. 当三极管工作在放大状态时,满足发射结正偏,集电结正偏。( )
【答案】错误
【解析】判断正确。三极管工作在放大状态时,发射结正偏而集电结反偏,不是两个结都正偏。两个结均正偏时,三极管处于饱和状态。
24. 三极管在放大区工作时,集电极电流的变化主要由基极电流的变化引起。( )
【答案】正确
【解析】判断正确。在放大区内,集电极电流近似满足IC=βIB,β在一定范围内近似不变,因此基极电流的变化会引起集电极电流的相应变化。
25. 共发射极放大电路的三极管导通后,测出,说明管子类型为硅管。( )
【答案】正确
【解析】输入电压在0.7v左右的,为硅管。
26. 三极管的参数越小,说明三极管的性能越好。( )
【答案】正确
【解析】判断正确。ICEO是基极开路时集电极与发射极之间的反向漏电流。ICEO越小,说明器件漏电流越小、关断性能和热稳定性通常越好。
27. NPN型三极管当基极电位最高时,三极管工作在截止状态。( )
【答案】错误
【解析】判断正确。NPN型三极管是否截止取决于发射结是否正偏,通常要求基极电位低于发射极电位,而不是基极电位最高。基极电位较高时可能使发射结正偏,三极管进入放大或饱和状态,因此题述错误。
28. 当三极管处于饱和状态时,其发射结、集电结都正偏,对失去控制作用。( )
【答案】正确
【解析】判断正确。三极管饱和时,发射结和集电结均处于正偏状态,集电极电流不再满足IC=βIB的线性关系,继续增大IB不能按比例增大I_C,因此说IB对I_C失去控制作用。
29. 只要满足VC>VB>VE,就说明管子一定处于放大状态。( )
【答案】错误
【解析】NPN型三极管满足 >>,PNP型三极管满足 <<。
30. 三极管的β随着温度的升高而增大。( )
【答案】正确
【解析】在一定工作电流和温度范围内,温度升高会使载流子迁移和复合等特性发生变化,三极管的共发射极电流放大系数β通常增大。因此按常用三极管的一般温度特性判断,题述正确。
三、简答题(本大题共3小题,每题4分,共12分)
31. 简述三极管放大器的3种组态及各自的特点。
【答案】共发射极组态:发射极为输入、输出回路的公共端,输入信号加在基极与发射极之间,输出信号取自集电极与发射极之间。性能特点是电压放大倍数和电流放大倍数都较大,输入电阻适中,输出电阻较大,输出电压与输入电压反相,频带相对较窄,常用于多级放大器的中间级,实现电压和电流放大。共集电极组态(射极输出器):集电极为输入、输出回路的公共端,输入信号加在基极与集电极之间,输出信号取自发射极与集电极之间。性能特点是电压放大倍数小于且近似等于1,具有电压跟随特性,电流放大倍数较大,输入电阻高,输出电阻低,带负载能力强,常用作输入级、输出级或缓冲级,实现阻抗匹配和级间隔离。共基极组态:基极为输入、输出回路的公共端,输入信号加在发射极与基极之间,输出信号取自集电极与基极之间。性能特点是电流放大倍数小于1但电压放大倍数较大,输入电阻低,输出电阻高,输入、输出信号同相,频率特性好,常用于高频放大和宽带放大电路。
【解析】三极管组态按公共电极不同分为共发射极、共集电极和共基极三种。判断各组态时,应先确定输入回路和输出回路的公共电极,再分析其电压增益、电流增益、输入电阻、输出电阻及相位关系。共发射极综合放大能力强但输出反相;共集电极电压增益接近1、输入电阻高且输出电阻低,适合缓冲和阻抗匹配;共基极输入电阻低、频率特性好,适合高频放大。
32. 如何利用万用表检测三极管的极性?
【答案】基极和管型的检测:将万用表置于电阻挡的R×100或R×1k挡,并调零。任选一个管脚作为假定基极。对于指针式万用表,黑表笔接假定基极,红表笔分别接另外两个管脚;若两次测得的电阻都较小,则假定基极正确,且为NPN型。若红表笔接假定基极、黑表笔分别接另外两个管脚时两次电阻都较小,则假定基极正确,且为PNP型。若两次不能同时导通,应更换假定基极重新测量。集电极和发射极的检测:先按三极管类型选择正确的表笔极性使基极与另一管脚正向导通。将万用表接在另外两个管脚之间,先测量基极悬空时的集电极—发射极电阻;再用手指或导线将基极与其中一个管脚短接,使基极获得适当偏置,观察集电极—发射极电阻的变化。与基极相连后使集电极—发射极电阻下降较明显的管脚为集电极,另一个为发射极。也可使用万用表的三极管hFE插孔,在已知管型和基极后,分别交换集电极、发射极插入,读数较大的一次通常为正确接法。
【解析】三极管的基极分别与发射极、集电极形成两个方向相同的PN结,因此可利用万用表电阻挡检测两个PN结的单向导电性来确定基极和管型。指针式万用表黑表笔通常为正极、红表笔通常为负极,NPN型基极应接黑表笔,PNP型基极应接红表笔。确定基极和管型后,利用基极控制集电极—发射极导通的作用,比较基极分别接触两个未知管脚时的电阻变化,导通增强、阻值下降明显者为集电极,另一个为发射极。检测时应避免长时间大电流通电,并注意不同万用表表笔极性可能不同。
33. 某晶体管的 PCM=1W,当 UCE=10V 时,其集电极最大允许电流 ICM为多少?若 UCE降至 5V,ICM变为多少?
【答案】解:由得当时,当时,
【解析】在忽略其他限制条件时,三极管的最大允许耗散功率满足PCM=UCE ICM,因此ICM=PCM/UCE。当UCE=10V时,ICM=1W/10V=0.1A=100mA;当UCE=5V时,ICM=1W/5V=0.2A=200mA。实际使用时还应同时检查器件规定的最大集电极电流等其他极限参数。
四、综合应用题(本大题共1小题,每题8分,共8分)
34. 试解释为什么三极管具有电流放大作用。
【答案】三极管工作放大区时,由发射区注入的电子流被“分配”成了基极电流和集电极电流两部分,即IE=IC+IB。由于基区非常薄,复合机会很少,使得IC远大于I_B。我们将IC与I_B的比值定义为共发射极直流电流放大系数β,即β=IC/IB。只要通过一个很小的IB变化,就能控制一个很大的IC的变化,这就体现了三极管的电流放大作用。其本质是用一个小电流(基极电流)控制一个大电流(集电极电流),而非真正创造新的能量。
【解析】三极管工作在放大区时,发射结正偏、集电结反偏。发射区注入基区的载流子中,少部分在基区复合形成基极电流,大部分在集电结反偏电场作用下被集电区收集,形成集电极电流,因此IE=IC+IB,且IC通常远大于I_B。共发射极直流电流放大系数定义为β=IC/IB,故基极中较小的电流变化可以控制集电极中较大的电流变化,表现出电流放大作用。能量并非由三极管凭空产生,而是由直流电源提供,基极信号起控制作用。
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