电子技术基础第五章晶体管.ppt

第五章晶体管 2 晶体管 3 5 1概述 晶体管 transistor 是一种固体半导体器件 可以用于检波 整流 放大 开关 稳压 信号调制和许多其它功能 晶体管作为一种可变开关 基于输入的电压 控制流出的电流 因此晶体管可做为电流的开关 和一般机械开关 如Relay switch 不同处在于晶体管是利用电讯号来控制 而且开关速度可以非常之快 在实验室中的切换速度可达100GHz以上 4 5 6 7 8 1947年12月 美国贝尔实验室的肖克利 巴丁和布拉顿组成的研究小组 研制出一种点接触型的锗晶体管 晶体管的问世 是20世纪的一项重大发明 是微电子革命的先声 1956年 肖克利 巴丁 布拉顿三人 因发明晶体管 同时荣获诺贝尔物理学奖 5 1 1晶体管的历史 9 晶体管的发展历史 STEP07 STEP06 STEP05 1978年 英特尔发布了第一款16位处理器8086 2 9万 STEP04 2002年1月 英特尔奔腾4处理器推出 5500万个 STEP03 2005年5月26日 英特尔奔腾D处理器含有2 3亿个 STEP02 英特尔酷睿2双核 四核处理器5 8亿 STEP01 1947年12月16日晶体管 1953年 第一个采用晶体管 即助听器 1971年 英特尔发布了其第一个微处理器4004 2000多个 10 英特尔酷睿i7处理器 11 含30亿晶体管的GF110核心 12 5 1 2晶体管替代电子管 13 1904年 世界上第一只电子管在英国物理学家弗莱明的手下诞生了 弗莱明为此获得了这项发明的专利权 人类第一只电子管的诞生 标志着世界从此进入了电子时代 早期应用于电视机 收音机扩音机等电子产品中 近年来逐渐被半导体材料制作的放大器和集成电路取代 但目前在一些高保真的音响器材中 仍然使用低噪声 稳定系数高的电子管作为音频功率放大器件 14 由于电子管体积大 功耗大 发热厉害 寿命短 电源利用效率低 结构脆弱而且需要高压电源的缺点 现在它的绝大部分用途已经基本被晶体管所取代 但是电子管负载能力强 线性性能优于晶体管 在高频大功率领域的工作特性要比晶体管更好 所以仍然在一些地方 如大功率无线电发射设备 继续发挥着不可替代的作用 15 按材料可分为 硅材料晶体管 锗材料晶体管 按极性可分为 锗NPN型晶体管 锗PNP晶体管 硅NPN型晶体管和硅PNP型晶体管 扩散型晶体管 合金型晶体管和平面型晶体管 5 1 3晶体管的分类 按半导体材料和极性分类 按结构及制造工艺分类 16 小功率晶体管中功率晶体管大功率晶体管 按电流容量分类 按工作频率分类 低频晶体管高频晶体管超高频晶体管等 按封装结构分类 金属封装晶体管 塑料封装晶体管 玻璃壳封装晶体管 表面封装晶体管陶瓷封装晶体管等 17 低噪声放大晶体管 中高频放大晶体管 低频放大晶体管 开关晶体管 达林顿晶体管 高反压晶体管 带阻晶体管 带阻尼晶体管 微波晶体管 光敏晶体管和磁敏晶体管等 按功能和用途分类 18 5 2晶体管结构和符号 NPN型晶体管 e c b 符号 集电区 集电结 基区 发射结 发射区 集电极c 基极b 发射极e 19 PNP型晶体管 集电区 集电结 基区 发射结 发射区 集电极c 发射极e 基极b 20 5 2 1晶体管共发射级特性 21 22 5 2 2晶体管的主要参数 IC ICEO IB IC IB 23 24 25 26 27 28 29 30 31 5 2 3晶体管的性能测试 选用欧姆档的R 100 或R 1K 档 先用红表笔接一个管脚 黑表笔接另一个管脚 可测出两个电阻值 然后再用红表笔接另一个管脚 重复上述步骤 又测得一组电阻值 这样测3次 其中有一组两个阻值都很小的 对应测得这组值的红表笔接的为基极 且管子是PNP型的 反之 若用黑表笔接一个管脚 重复上述做法 若测得两个阻值都小 对应黑表笔为基极 且管子是NPN型的 32 因为三极管发射极和集电极正确连接时 大 表针摆动幅度大 反接时 就小得多 因此 先假设一个集电极 用欧姆档连接 对NPN型管 发射极接黑表笔 集电极接红表笔 测量时 用手捏住基极和假设的集电极 两极不能接触 若指针摆动幅度大 而把两极对调后指针摆动小 则说明假设是正确的 从而确定集电极和发射极 33 选用欧姆档的R 100 或R 1K 档 对NPN型管 红表笔接发射极 黑表笔接集电极 测量时 只要比较用手捏住基极和集电极 两极不能接触 和把手放开两种情况小指针摆动的大小 摆动越大 值越高 34 光敏晶体管原称光电三极管 光敏晶体管是靠光的照射强弱来控制电流的器件 它可以等效看作一个光敏二极