三极管的基础知识(上)

简介: 主要用于放大电路、开关电路。2.三极管的结构与类型(1)结构:三极管有两个PN结(集电结、发射结)、三个区(集电区、基区、发射区)、三个电极(集电极、基极、发射极)组成。如图所示:

一、半导体三极管

1.作用


主要用于放大电路、开关电路


2.三极管的结构与类型


(1)结构:三极管有两个PN结(集电结、发射结)、三个区(集电区、基区、发射区)、三个电极(集电极、基极、发射极)组成。如图所示:

image.png

(2)类型与符号:如图所示,分为PNP型NPN型两类。发射极箭头方向表示发射结正偏时电流的方向。


三极管的文字符号:VT


注意:两只二极管并不能构成一只三极管,三极管的发射结可作为一般的二极管使用。

image.png

3.三极管的电流放大作用


(1)条件:三极管发射结正偏,集电结反偏。


即:NPN型管的管脚电位必须符合VC>VB>VE;PNP型管的管脚电位必须符合VC<VB<VE


(2)电流放大作用:三极管电流放大作用的实质是:微小的基极电流变化量ΔIB控制较大的集电极电流变化量ΔIC。


三极管的电流放大能力,可以用共射直流电流放大倍数image.png和共射交流电流放大倍数β来反映,即:

image.png

image.png

βimage.png近似相等,故经常用表示三极管的共射放大倍数。


(3)三极管各极间的电流关系


分配:image.png,由于image.png,所以image.png


放大作用:image.png


4.输入特性曲线


(1)定义:当image.png一定时,基极电流image.png随电压image.png变化的关系曲线。

(2)特性曲线:如图所示,其形状与二极管的正向伏安特性相似。

image.png

①发射结存在死区,image.png小于死区电压时,image.png=0,三极管截止。死区电压:硅管约为0.5V,锗管约为0.2V。


image.png大于死区电压时,发射结正向导通,image.png剧增,三极管导通,发射结电压变化不大,硅管约为0.6~0.7V,锗管约为0.2~0.3V。这是判断硅管与锗管的重要依据,也是判断三极管是否工作在放大状态的依据。


image.png<1V时,image.png的变化对image.png有影响;当image.png≥1V后,image.pngimage.png几乎无关。


5.输出特性曲线


(1)定义:当基极电流image.png为某一固定值时,输出回路中的电流image.png与集射电压image.png之间的关系曲线。


(2)特性曲线:如图所示,

image.png

(3)特点:如表所示,

image.png

【注意】:三极管作放大器件使用时,工作在放大区;作开关器件使用时,工作在截止区和饱和区。


二、晶体管的主要参数

1.共射极电流放大系数:共射直流放大系数image.png和共射交流放大系数image.png。同一个晶体管在相同的工作条件下,image.pngimage.png。选用管子时,image.png值应恰当,image.png值太大管子工作稳定性差。


2.极间反向饱和漏电流:image.png


(1)image.png:当发射极开路,集电极与基极间的反向电流。


(2)image.png:当基极开路、集电结反偏、发射结正偏时,集电极与发射极间的反向电流,又称穿透电流。


(3)image.pngimage.png的关系:image.png=(1+β)image.png,二者都随温度的升高而增大。image.png越小,管子性能越稳定。硅管穿透电流比锗管小,故硅管比锗管稳定性好。在选用管子时应选反向饱和电流小的管子。


3.极限参数:是指晶体管在工作时所允许的最大电流、最大电压和功率的极限数值。


(1)集电极最大允许电流image.png:当image.png过大时,β将下降,在技术上规定,使β下降到额定值的image.png的集电极电流称为集电极最大允许电流。


要求:实际集电极电流小于image.png,否则β将下降。


(2)集—射极反向击穿电压image.png:基极开路时允许加在集、射极之间的最大反向电压称为集—射极反向击穿电压。若image.pngimage.png,管子将会被击穿而损坏。


(3)集电极最大允许耗散image.png:管子实际功率image.png,若image.png,管子将过热而烧坏。


三、晶体管的型号

见表:

image.png

四、三极管的种类及应用

见表:

image.png

 五、晶体管质量、管型管脚的判定

1. 三极管基极和类型判断


将万用表置于R×1k挡。用万用表的第一根表笔依次接三极管的一个引脚,而第二根表笔分别接另两根引脚,以测量三极管三个电极中每两个极之间的正、反向电阻值。    


当第一根表笔接某电极,而第二根表笔先后接触另外两个电极均测得较小电阻值时,则第一根表笔所接的那个电极即为基极b。如果接基极b的第一根表笔是红表笔,则可判定三极管为PNP型;如果是黑表笔接基极b,则可判定三极管为NPN型。测量方法如图所示。



2.晶体管质量的判别


利用万用表测量集电结、发射结的正反向电阻;正常情况下,两个结的正反向电阻相差很大,若正反向电阻相差很小,说明晶体管损坏。


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