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:
(2)类型与符号:如图所示,分为PNP型和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。
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和共射交流电流放大倍数β来反映,即:
β和近似相等,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:,由于,所以
放大作用:
4.输入特性曲线
(1)定义:当一定时,基极电流随电压变化的关系曲线。
(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。
①发射结存在死区,小于死区电压时,=0,三极管截止。死区电压:硅管约为0.5V,锗管约为0.2V。
②大于死区电压时,发射结正向导通,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。
③<1V时,的变化对有影响;当≥1V后,与几乎无关。
5.输出特性曲线
(1)定义:当基极电流为某一固定值时,输出回路中的电流与集射电压之间的关系曲线。
(2)特性曲线:如图所示,
(3)特点:如表所示,
【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:共射直流放大系数和共射交流放大系数。同一个晶体管在相同的工作条件下,≈。选用管子时,值应恰当,值太大管子工作稳定性差。
2.极间反向饱和漏电流:
(1):当发射极开路,集电极与基极间的反向电流。
(2):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)和的关系:=(1+β),二者都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,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:当过大时,β将下降,在技术上规定,使β下降到额定值的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,否则β将下降。
(2)集—射极反向击穿电压: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>,管子将会被击穿而损坏。
(3)集电极最大允许耗散:管子实际功率,若,管子将过热而烧坏。
三、晶体管的型号
见表:
四、三极管的种类及应用
见表:
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。