新编电子技术项目教程（2-1-1）

项目二

扩音机的电路安装与调试任务一

共射放大器的制作与测试[知识链接一]三极管的基本知识一、三极管及其种类

1、三极管的结构与符号

(1)结构：三极管是由三个杂质区、两个PN结构成，每个杂质区各引出一个电极，然后封装而成的。有NPN型和PNP型两个基本类型其示意图如下：

NPN型PNP型

（2）符号：

NPN型PNP型

注意：（1）三极管由两个PN结构成，相当于两只二极管。但是如果简单地将两只二极管加以连接，它并不具备三极管的特性，这是由于三极管的掺杂工艺要求很独特：发射区掺杂浓度最高，基区掺杂最轻且做得很薄，集电区体积最大或集电结面积最大；（2）三极管图形符号中的箭头，表示发射结的正偏电压方向。三极管的文字符号一律用V表示。2、三极管的种类与外形（1）种类3、三极管的型号我国国家标准的三极管型号是由五部分所组成，示例如下：3AX31A管子规格为A挡设计序号低频小功率管

PNP型锗材料三极管

（2）外形：

三极管的外形封装有多种形式，从封装材料上看，大致有金属封装、塑料封装和陶瓷封装等。下图为几种三极管的实物图。二、三极管各极电流的形成与电流控制作用1、三极管内部的载流子运动形成了各极电流

图2-1-4（a）所示电路是三极管的共射极接法。图2-1-4（b）主要体现了三极管内部的载流子运动情况，其中：“”代表电子；“o”代表空穴；“→”代表载流子的运动方向；“”代表电流方向。（a）电路图（b）载流子运动示意图图2-1-4NPN型三极管的各极电流形成“”

（1）发射极电流IE的形成

在电源EB作用下，发射结正偏，促进多子扩散。发射区向基区注入大量的电子，构成电子电流IEN；基区多子—空穴也向发射区扩散，构成空穴电流IEP。由于基区掺杂浓度很低，其多子—空穴浓度必然很低。这样，相对于IEN而言，IEP完全可以忽略不计，发射极电流IE=IEN+IEP≈IEN（2）基极电流IB的形成由发射区注入到基区的电子继续向集电区扩散。在扩散过程中，有一小部分电子将与基区中的空穴复合，构成电流IBN；其余的电子在集电结反偏电压作用下，被收集到集电区，构成电流ICN。此外，集电结的反偏电压还将促成集电区、基区中的少子相互漂移，构成电流ICBO，它称为集—基反向饱和电流。基极电流IB=IBN+IEP-ICBO≈IBN-ICBO。（3）集电极电流IC的形成在集电结反偏电压作用下，集电区中的载流子运动包含两方面：一是收集基区中源自发射区的电子；一是集电区与基区之间的少子漂移。两方面所对应的电流分别为ICN和ICBO，故集电极电流IC=ICN+ICBO。

2、三极管的电流分配关系

IC=ICN+ICBO=βIBN+ICBO=β（IB+ICBO）+ICBO=βIB+（1+β）ICBOβ称为共射交流电流放大系数β=ICN／IBN

此外，IE=IB+IC。3、三极管的电流控制作用就是通过较小的基极电流变化量△IB去控制较大的集电极电流变化量△IC，且所以，三极管实质上是一种电流控制型器件。

三、三极管的共射输入、输出特性曲线三极管的特性曲线是指三极管各极电压与电流之间的关系曲线。图2-1-5所示共射电路中，三极管B、E极所在回路为输入回路，C、E极所在回路为输出回路。1、输入特性曲线输入特性:是指UCE一定时，发射结外加电压UBE与基极电流IB之间的对应关系。图2-1-6为三极管的共射输入特性曲线。图2-1-5共射电路图2-1-6输入特性曲线图2-1-7输出特性曲线

2、输出特性曲线

输出特性，是指IB一定时，UCE与IC之间的关系。图2-1-7为三极管的共射输出特性曲线。以IB=20μA的输出特性曲线为例：

（1）在起始段OM（又称饱和区），随着UCE的增大，IC显著上升，此时IC受UCE影响很大。（2）当UCE超过某一数值（稍小于1V），进入MN段（又称恒流区、线性区、放大区），输出特性曲线变得平坦，IC基本恒定。（3）IB≤0的区域（如阴影线所示）常称为截止区，此时的发射结无正偏电压（通常外加的是反偏电压），IB≈0，IC≈0，三极管不导通。三极管的三个工作区：截止区—发射结、集电结均反偏；放大区—发射结正偏、集电结反偏；饱和区—发射结、集电结均正偏。注：硅管UCES＝0.3V；锗管UCES＝0.1V。四、三极管的主要参数1、共射电流放大系数和β（1）直流电流放大系数（2）交流电流放大系数β与β近似相等，且在20～200之间。2、极间反向电流ICBO和ICEO（1）集—基反向饱和电流ICBO

ICBO是指三极管的发射极开路（IE=0），集电结外加反向偏置电压时所形成的反向饱和电流。小功率锗管的ICBO约为10μA左右，而硅管的ICBO通常小于1μA。图2-1-8ICBO的测量图2-1-9ICEO的测量（2）集—射反向饱和电流ICEO

ICEO是指三极管基极开路（IB=0），在C、E间外加集电结的反偏电压时所形成的饱和电流，它又称为穿透电流。分析可得ICEO=(1+β)ICBO。注：

ICEO、ICBO越大，三极管的工作受温度的影响越大，管子性能便越差。3、极限参数ICM、U（BR）CEO和PCM

（1）集电极最大允许电流ICM

ICM是指三极管的β值下降不超过允许范围时的集电极最大电流。当IC>ICM时，管子性能明显变差，甚至有可能烧毁管子。（2）集一射反向击穿电压U（BR）CEO

U（BR）CEO是指基极开路（IB=0），造成集电结反向击穿时所加的C、E间电压。三极管使用时，要求UCE<U（BR）CEO。（3）集电极最大耗散功率PCM

PCM是指集电结上所允许的功率损耗最大值。三极管的集电极耗散功率（又称管耗）PC=ICUCE，当PC＞PCM时，管子会因过热而烧毁。注：三极管的安全工作区由以下三个极限参数所划定：ICM、U（BR）CEO和PCM。使用时，要求：IC<ICM，UCE<U（BR）CEO，PC<PCM。五、三极管的简易测试1、管脚及管型的判别三极管不同的封装外形，其管脚排列是有一定规律的。图2-1-10所示，是几种典型的三极管管脚排列情况。（1）基极的判别与管型的确定用万用表的欧姆挡（测小功率管选R×1k挡；测大功率管选R×1或R×10挡）判别管子的基极。将三个管脚分别作为假设的基极，进行下述测试与判断。先用黑表笔搭接第一个假设基极、红表笔分别搭接另两极，若两次测试时的指针偏转角均较大（正向电阻小），则黑表笔所接为基极且管型为NPN。若指针偏转情况不是这样，再试第二、第三个假设基极。三个假设基极全部试完，指针偏转仍不符合要求，则说明该管为PNP型管，基区为N区。再用红表笔搭接假设基极，黑表笔分别搭接另两极，当指针偏转符合要求时，红表笔所接为基极。（2）集电极与发射极的判别在明确了管型和基极之后，再用测放大倍数的方法来判别管子的集电极和发射极。图2-1-11（a）、（b）所示的两个电路中，NPN型管与PNP型管都工作于放大状态（发射结正偏、集电结反偏），集电极电流较大，万用表指针偏转角较大。若对调各图中的两只表笔，则指针偏转角较小。这样，对于确定管型的三极管，将剩下的两个管脚先后假设为集电极，在基极与假设集电极之间介入人体电阻，用欧姆挡测试。然后根据两次测试下的指针偏转角大小，判别出实际的集电极和发射极。（a