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文档简介
三极管知识简介概述半导体三极管也称为晶体三极管,可以说它是电子电路中最重要的器件。它最主要的功能是电流放大和开关作用。三极管顾名思义具有三个电极。二极管是由一个PN结构成的,而三极管由两个PN结构成,共用的一个电极成为三极管的基极(用字母b表示)。其他的两个电极成为集电极(用字母c表示)和发射极(用字母e表示)。由于不同的组合方式,形成了一种是NPN型的三极管,另一种是PNP型的三极管。三极管的种类很多,并且不同型号各有不同的用途。三极管大都是塑料封装或金属封装,常见三极管的外观,有一个箭头的电极是发射极,箭头朝外的是NPN型三极管,而箭头朝内的是PNP型。实际上箭头所指的方向是电流的方向。 电子制作中常用的三极管有90系列,包括低频小功率硅管9013(NPN)、9012(PNP),低噪声管9014(NPN),高频小功率管9018(NPN)等。它们的型号一般都标在塑壳上,而样子都一样,都是TO-92标准封装。在老式的电子产品中还能见到3DG6(低频小功率硅管)、3AX31(低频小功率锗管)等,它们的型号也都印在金属的外壳上。我国生产的晶体管有一套命名规则,电子工程技术人员和电子爱好者应该了解三极管符号的含义。符号的第一部分“3”表示三极管。符号的第二部分表示器件的材料和结构:APNP型锗材料;BNPN型锗材料;CPNP型硅材料;DNPN型硅材料。符号的第三部分表示功能:U光电管;K开关管;X低频小功率管;G高频小功率管;D低频大功率管;A高频大功率管。另外,3DJ型为场效应管,BT打头的表示半导体特殊元件。 三极管最基本的作用是放大作用,它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号,当然这种转换仍然遵循能量守恒,它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。三极管有一个重要参数就是电流放大系数 b。当三极管的基极上加一个微小的电流时,在集电极上可以得到一个是注入电流b 倍的电流,即集电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化,并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化,这就是三极管的放大作用。三极管还可以作电子开关,配合其它元件还可以构成振荡器。三极管的分类: a.按材质分: 硅管、锗管 b.按结构分: NPN 、 PNP c.按功能分: 开关管、功率管、达林顿管、光敏管等. d. 按功率分:小功率管、中功率管、大功率管 e.按工作频率分:低频管、高频管、超频管 f.按结构工艺分:合金管、平面管 Z304三极管的主要参数及极性判别1 常用小功率三极管的主要参数常用小功率三极管的主要参数,参见表B311。3AX低频小功率锗管及其他同类型锗管部标新型号旧型号极限参数直流参数交流参数PCM/WICM/mABUCBO/VBUCEO/VICBO/AICEO/mAhFE/UCES/Vf/kHZ3AX31M125125615251804003AX31MA3AX31B3AX31C3AX71A3AX71B3AX71C121824203040201260.80.60.4804003AX31D3AX31E3AX31C3AX71D3AX71E1251252012120.6888303AX81A3AX81B20020020301015301510.7683AX55M3AX55A3AX55B3AX55C3AX613AX623AX635005001220304512203045808080801.21.21.21.28040063DX低频小功率硅管及其他同类型硅管(NPN型)旧型号部标新型号极限参数直流参数交流参数PCM/WICM/mABUCBO/VBUCEO/VICEO/AICBO/AhFE/fT/MHZ3DX4A3DX101300501010192003DX4B3DX10220103DX4C3DX10330103DX4D3DX10440303DX4E3DX10550403DX4F3DX10670603DX4G3DX10780703DX4H3DX10810080测试条件IC=50AIC=50AUCB=20VUCE=5VIC=5 mA同左3DX203A70070015015520554003DX203B20025554003DX204A25015554003DX204B3002555400测试条件TC=75IC=5mAIE=5mAUCB=10VUCE=10VUCE=1VIC=0.1A表7 3AD低频小功率锗管及其他同类型锗管(PNP型)部标新型号旧型号极限参数直流参数交流参数PCM/WICM/mABUCBO/VBUCEO/VICBO/AICEO/mAhFE/UCES/VfT/kHZ3AD50A3AD6A10350180.32.5201400.643AD50B3AD6B60240.83AD50C3AD6C70300.83AD52A3AD52B3AD52C3AD1,2,33AD4,51025060701824300.32.5201400.350.50.543AD56A3AD56B3AD56C3AD18A3AD18B3AD18C,D,E501530457660801000.815201400.71143AD57A3AD57B3AD57C3AD725A3AD725B3AD57C1003030456060801001.220201401.23表83DD低频大功率硅管及其他同类型硅管(NPN型)部标新型号旧型号极限参数直流参数交流参数PCM/WICM/mABUCBO/VBUCEO/VICBO/mAV CES/VhFE/fT/MHZ3DD59A3DD5A2553031.51.2103DD59B3DD5BDD11A503DD59C3DD5C803DD59D3DD5DDD11B1103DD59E3DD5EDD11C150测试条件TC=75IC=5mAIE=10mAUCE=20VIC=1.25mAIB=0.25mAUCE=5VIC=1.25mA3DD101A3DD12A50515010020.82013DD101B3DD15C2001500.83DD101C3DD03C2502001.53DD101D3DD15D3002501.53DD101E3DDEG3503001.5测试条件TC=75IC=5mAIE=5mAUCE=50VIC=2.5AIB=0.25AUCE=5VIC=2AUCE=12VIC=0.5A表93DG高频小功率硅管及其他同类型硅管(NPN型)旧型号部标新型号极限参数直流参数交流参数PCM/WICM/mABUCBO/VBUCEO/VICBO/AICEO/AhFE/fT/MHZ3DG6A3DG100M1002020150.010.01252701503DG6A3DG100A3020301503DG6B3DG100B4030301503DG6C3DG100C3020303003DG6D3DG100D4030303003DG103M1002015120.10.1252705003DG11A,B3DG103A2015305003DG104B3DG103B4030305003DG104C3DG103C2015307003DG104D3DG103D403030700测试条件Ic=100AIc=100AUCB=10VUCE=10VUCE=10VIc=30mAUCE=10VIE=50mAfT=100MHZ3DG121M50010030200.10.2252701503DG5A3DG121A4030301503DG7C3DG121B6045301503DG5CF3DG121C4030303003DG7B,D3DG121D604530300测试条件Ic=100AIc=100AUCB=10VUCE=10VUCE=10VIc=30mAUCE=10VIE=50mAfT=100MHZ3DG130M700300302015252701503DG130A40300.51301503DG130B60450.51301503DG130C40300.51303003DG130D60450.5130300测试条件Ic=100AIc=100AUCB=10VUCE=10VUCE=10VIc=50mAUCE=10VIE=3mAfT=100MHZ3DG高频小功率管值3DG8/6/11/12 10-30 30-60 60-100 100-150 150-200 200以上 红 黄 绿 蓝 白 不标色3AX26/31 20-30 30-40 40-50 50-65 65-85 85-1153AX42/43 红 橙 黄 绿 蓝 紫表103AG高频小功率锗管及其他同类型锗管 参数型号PCM/mWICM/mAU(BR)CEO/VICEO/AhFE/fT/MHZ3AG15010-10720230203AG25010-1030220403AG35010-1030220603AG45010-103022080表113DK硅开关管及其他同类型硅管(NPN型)型号直流参数交流参数开关参数极限参数ICEO/AICEO/AhFE/fT/MHZtON/nstOff/nsBUCBO/VBUCEO/VPCM/WI CM/ mATfm/3DK1A0.10.53020020020303020100301753DK1B0.130200406030203DK1C0.130200608030203DK1D0.510203030153DK1E0.510406030153DK1F0.51060803015测试条件UCB=10VUCE=10VUC=1VIC=10 mAfT=30MHZUCE=1VIC=10 mAIC=100AIC=200AIE=100A3DK71120150150508025154301503DK7A0.10.120200120655501753DK7B0.10.1120651803DK7C0.10.1120451303DK7D0.10.112045903DK7E0.10.112045603DK7F0.10.11204540测试条件UCB=10VUCE=10VUCE=1VIC=10 mAIC=10 mAIB1=1 mAIB2=2 mAIC=10 mAIB1=IB2=10 mAIC=10AIC=10AIE=10A表12场效应管参数符号单位型号3DO13DO43DJ23DJ8F3DO63CO1饱和漏极电流IDSSA0.3100.5103151030.310152.551000nA栅源夹断电压UGS(Off)V|-9|-9|-9|200010高频振荡频率fTMHZ9030030090500最高漏源电压UDS(BR)V202020202015最高栅源电压UGS(BR)V402020202020最大耗散功率UDSMmW1001000100100100100备注N沟道耗尽型MOS管高互导管N沟道增强型开关管P沟道增强型MOS管几种常用晶体管特性参数型号材料与极性最大额定值直流参数交流参数PCM/WICM/mABUCEO/VBUCBO/VICBO/AICBO/AhFE/fT/MHZ9011硅NPN0.40.035030510028-1983709012硅PNP0.625-0.5-40-20-5-10064-2029013硅NPN0.6250.54020510064-2029014硅NPN0.6250.1504555060-10002709015硅PNP0.45-0.1-50-45-5-5060-6001909016硅NPN0.40.0253020410028-1986209018硅NPN0.40.05301555028-19811008050硅NPN11.54025610085-3001908550硅PNP1-1.5-40-25-6-10060-3002002三极管电极和管型的判别(1) 目测法 管型的判别一般,管型是NPN还是PNP应从管壳上标注的型号来辨别。依照部颁标准,三极管型号的第二位(字母),A、C表示PNP管,B、D表示NPN管,例如:3AX 为PNP型低频小功率管 3BX 为NPN型低频小功率管3CG 为PNP型高频小功率管 3DG 为NPN型高频小功率管3AD 为PNP型低频大功率管 3DD 为NPN型低频大功率管3CA 为PNP型高频大功率管 3DA 为NPN型高频大功率管此外有国际流行的90119018系列高频小功率管,除9012和9015为PNP管外,其余均为NPN型管。韩国产4位数 管极的判别常用中小功率三极管有金属圆壳和塑料封装(半柱型)等外型,图T305介绍了三种典型的外形和管极排列方式。 (2) 用万用表电阻档判别三极管内部有两个PN结,可用万用表电阻档分辨e、b、c三个极。在型号标注模糊的情况下,也可用此法判别管型。 基极的判别判别管极时应首先确认基极。对于NPN管,用黑表笔接假定的基极,用红表笔分别接触另外两个极,若测得电阻都小,约为几百欧几千欧;而将黑、红两表笔对调,测得电阻均较大,在几百千欧以上,此时黑表笔接的就是基极。PNP管,情况正相反,测量时两个PN结都正偏的情况下,红表笔接基极。实际上,小功率管的基极一般排列在三个管脚的中间,可用上述方法,分别将黑、红表笔接基极,既可测定三极管的两个PN结是否完好(与二极管PN结的测量方法一样),又可确认管型。 集电极和发射极的判别确定基极后,假设余下管脚之一为集电极c,另一为发射极e,用手指分别捏住c极与b极(即用手指代替基极电阻Rb)。同时,将万用表两表笔分别与c、e接触,若被测管为NPN,则用黑表笔接触c极、用红表笔接e极(PNP管相反),观察指针偏转角度;然后再设另一管脚为c极,重复以上过程,比较两次测量指针的偏转角度,大的一次表明IC大,管子处于放大状态,相应假设的c、e极正确。3三极管性能的简易测量(1) 用万用表电阻档测ICEO和基极开路,万用表黑表笔接NPN管的集电极c、红表笔接发射极e(PNP管相反),此时c、e间电阻值大则表明ICEO小,电阻值小则表明ICEO大。用手指代替基极电阻Rb,用上法测c、e间电阻,若阻值比基极开路时小得多则表明 值大。(2) 用万用表hFE档测有的万用表有hFE档,按表上规定的极型插入三极管即可测得电流放大系数,若很小或为零,表明三极管己损坏,可用电阻档分别测两个PN结,确认是否有击穿或断路。4半导体三极管的选用选用晶体管一要符合设备及电路的要求,二要符合节约的原则。根据用途的不同,一般应考虑以下几个因素:工作频率、集电极电流、耗散功率、电流放大系数、反向击穿电压、稳定性及饱和压降等。这些因素又具有相互制约的关系,在选管时应抓住主要矛盾,兼顾次要因素。低频管的特征频率fT一般在2.5MHz以下,而高频管的fT都从几十兆赫到几百兆赫甚至更高。选管时应使fT为工作频率的310倍。原则上讲,高频管可以代换低频管,但是高频管的功率一般都比较小,动态范围窄,在代换时应注意功率条件。一般希望选大一些,但也不是越大越好。太高了容易引起自激振荡,何况一般高的管子工作多不稳定,受温度影响大。通常多选40100之间,但低噪声高值的管子(如1815、90119015等),值达数百时温度稳定性仍较好。另外,对整个电路来说还应该从各级的配合来选择。例如前级用高的,后级就可以用较低的管子;反之,前级用较低的,后级就可以用较高的管子。 集电极-发射极反向击穿电压UCEO应选得大于电源电压。穿透电流越小,对温度的稳定性越好。普通硅管的稳定性比锗管好得多,但普通硅管的饱和压降较锗管为大,在某些电路中会影响电路的性能,应根据电路的具体情况选用,选用晶体管的耗散功率时应根据不同电路的要求留有一定的余量。对高频放大、中频放大、振荡器等电路用的晶体管,应选用特征频率fT高、极间电容较小的晶体管,以保证在高频情况下仍有较高的功率增益和稳定性。光敏三极管光敏三极管在原理上类似于晶体管,只是它的集电结为
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