半导体三极管99078

1、课程模拟电子技 术基础早1第1章教师陈燕熙审批课题1.3半导体三极管课时4授课日期授课班级教学目的与要求1 .掌握三极管的结构、分类和符号2 .理解三极管电流的分配关系。3 .熟悉三极管的输入和输出特性曲线4 .能止确指出输出特性曲线的三个区域，明确三极管的三个状态5 .能止确判别三极管的三个状态教学重点1 .三极管结构、分类、电流分配关系。2 .三极管的输出特性曲线、工作状态教学难点1 .电流分配2 .工作状态的判别授课类型理论课教学方法班级授课教 具多媒体解决重难 点的措施导入过程 设计在电子线路中，经常用的基本器件除二极管外，还启二引脚的三极 管。三极管又称晶体管。主要用于放大和开关电路

2、。教学过程1.3.1三极管的结构、分类和符号一、晶体三极管的基本结构1 .三极管的外形：如图2.1.1所示。2 .特点：有三个电极，故称三极管。3 .三极管的结构：如图2.1.2所示。发阳H压K集电区 发酎区码K集电区 I ZX I /发射招礼极柴电叮 笈射铝”横先咫票图2.1.2三极管的结构图b(B)、教学内容：晶体三极管有三个区一一发射区、集电区；两个PN结一一发射结(BE结)、结(BC结)；三个电极一一发射极e(E)、基极 和集电极c(C);两种类型PNP型管和NPN型管工艺要求：发射区掺杂浓度较大；基区很薄且掺杂最少；集电区比发射区体积大且掺杂少。二、晶体三极管的符号晶体三极管的符号如

3、图2.1.3所示。图2.1.3三极管符号P249附录二。箭头：表示发射结加正向电压时的电流方 文字符号：V三、晶体三极管的分类1 .三极管有多种分类方法。按内部结构分：有NPN型和PNP型管;按工作频率分：有低频和高频管； 按功率分：有小功率和大功率管； 按用途分：有普通管和开关管； 按半导体材料分：有错管和硅管等等。2 .国产三极管命名法：见电子线路例如：3DG表示高频小功率NPN型硅三极管；3CG表示高频小功率PNP型硅三极 管；3AK表示PNP型开关错三极管等。3 .3.2三极管的电流分配关系4 .电流放大作用的条件(1)为什么三极管有电流放大作用？三极管的电流放大作用，首先取决于其内部

4、结构特点，即发射区掺杂浓度高集 电结面积大，这就有利于载流子的发射和接收。而基区薄且掺杂浓度低，以保证来自发 射区的载流子顺利地流向集电区。其次要有合适的偏置。(2)三极管要放大电流各电级上的点位要求：A. NPN 型三极管：VcVbVeB. PNP 型三极管：VcVbVe5 .三极管各级电流的形成(1)发射区发射电子形成Ie(2)基区复合电子形成Ib1毕电流的金得发 数据iB/mA-0.00100.010.020.030.040.05Ic/mA0.0010.010.561.141.742.332.91lE/mA00.010.571.161.772.372.96表 2.1.1I b考虑Iceo

5、,则二 1 B 1 CEO路中电时，发 如图截止状管约为射极如图图2.1.10三极管的输出特性曲线(3)集电区收集电子形成Ic6 .三极管的电流放大作用一、电流分配关系测量电路如图2.1.6所示：调节电位器Rp,测 射极电流Ie、基极电流Ib和集电极电流Ic的对应 如表2.1.1所小。由表2.1.1可见，三极管中电流分配关系如下:(1) Ie=Icb,因 Ib很小，则 Ic Ie通常，P %用，所以Ic=Ib可表示为Ic=PIb1.3.3三极管的伏安特性曲线三极管的伏安特性曲线是指输入回路和输出回 压和电流的关系曲线。一、共发射极输入特性曲线输入特性曲线：集射极之间的电压VCE一定 射结电压V

6、be与基极电流Ib之间的关系曲线， 2.1.9所示。由图可见：1 .当Vce 2V时，特性曲线基本重合。2 .当Vbe很小时，Ib等于零，三极管处于 态；3 .当Vbe大于门槛电压(硅管约0.5V,错 0.2 V)时，Ib逐渐增大，三极管开始导通。4 .三极管导通后，Vbe基本不变。硅管约0.7 V,错管约为0.3 V,称为三极管的导通电压,5 . Vbe与Ib成非线性关系。二、晶体三极管的输出特性曲线输出特性曲线：基极电流Ib 一定时，集、 之间的电压Vce与集电极电流Ic的关系曲线,2.1.10 所示。由图可见：输出特性曲线可分为三个工作1 .截止区条件：发射结反偏或两端电压为零。特点：I

7、 B =0, IC = I CEO 02 .饱和区条件：发射结和集电结均为正偏。特点：Vce =Vces oVces称为饱和管压降，小功率硅管约 0.3V,错管约为0.1 V。3 .放大区条件：发射结正偏，集电结反偏。特点:Ic受Ib控制,即AIc=Ib。在放大状态，当Ib一定时，Ic不随Vce变化，即放大状态的三极管具有恒流特性2.1.5三极管主要参数三极管的参数是表征管子的性能和适用范围的参考数据。一、共发射极电流放大系数1 .直流放大系数Po2 .交流放大系数P。电流放大系数一般在10 100之间。太小，放大能力弱，太大易使管子性能不稳定。 一般取30 80为宜。二、极间反向饱和电流1

8、.集电极基极反向饱和电流Icbo。2 .集电极发射极反向饱和电流Iceo。I CEO -(1 )I CBO(2.1.7)反向饱和电流随温度增加而增加，是管子工作状态不稳定的主要因素。因此，常把 它作为判断管子性能的重要依据。 硅管反向饱和电流远小于错管，在温度变化范围大的 工作环境应选用硅管。三、极限参数1 .集电极最大允许电流Icm三极管工作时，当集电极电流超过Icm时，管子性能将显著下降，并有可能烧坏管2 .集电极最大允许耗散功率PCM当管子集电结两端电压与通过电流的乘积超过此值时，管子性能变坏或烧毁。3 .集电极发射极间反向击穿电压 V(BR)CEO管子基极开路时，集电极和发射极之间的最

9、大允许电压。当电压越过此值时，管子 将发生电压击穿，若电击穿导致热击穿会损坏管子。4 .1.6三极管的简单测试一、硅管或错管的判别判别电路如图2.1.11所示。当V =0.6 20.7 V时，为硅管；当V=0.10.3V时，为错管。UlkQm /图2.1.12估测p的电路将万用表设置在R 1 k 基极b），红表笔分别和另外两个 接，如果测得两个阻值都很小， 笔所连接的就是基极，而且是 型的管子。如图2.1.14（a）所示。 上述方法测得的结果均为高阻 黑表笔所连接的是PNP管的基 图 2.1.14（b）所示。三、e b、c三个管脚的判b图2.1.11判别硅管和错管的测试电路、NPN管型和PNP

10、管型的判断或R 100 挡，用黑表笔和任一管脚相接（假设它是 管脚相 则黑表NPN 如果按 值，则 极。如断首先确定三极管的基极和管型，然后采用估测值的方法判断c、e极。方法是先假定一个待定电极为集电极（另一个假定为发射极）接入电路，记下欧姆表的摆动幅度， 然后再把两个待定电极对调一下接入电路，并记下欧姆表的摆动幅度。摆动幅度大的一次，黑表笔所连接的管脚是集电极 c,红表笔所连接的管脚为发射极 e,如图2.1.12所 示。测PNP管时，只要把图2.1.12电路中红、黑表笔对调位置，仍照上述方法测试二、课堂练习1、已测得两只三极管得各极对地电压值为U1,U2,U3,已知其工作在放大区，试判断其为硅管还是错管？ NPN还是PNF?并确定E、R C三极。 U1=5.2V,U2=5.4V,U3=1.4V U1=-2V,U2=-4.5V,U3=-5.2V解：为PNP管，U1,U2,U3分别对应R E、C为NPNH硅管，U1,U2,U3分别对应C、B、E2、已测得电路中几只三极管对地电压值如图，已知这些三极管有好有坏，试判断其好坏，若好则指出其工作状态，若