电子技术项目教程Proteus版课件-项目四

4.1LED延时照明电路的设计与仿真电路构成和工作原理4.2三极管基础知识三极管（半导体器件）亦称双极晶体管（BipolarJunctionTransistor，简称BJT），通常简称为三极管或晶体管。常见三极管实物图如下：三极管具有放大和开关作用（演示），起放大和开关作用需要满足怎样的条件？我们下面进行讲述。1、半导体三极管的结构三极管的结构示意图及电路符号

3个区电极PN结类型硅npn锗pnp符号IE=IC+IB2、三极管的特性三极管的特性包括输入特性和输出特性，这里只介绍输出特性。输出特性是指当基极电流iB为常数时，集电极电流iC与集电极-发射极电压UCE之间的关系曲线，如下图所示。

单管共射放大电路构成由于实际需要放大的信号一般都在毫伏或微伏级，非常微弱。要把这些微弱信号放大到足以推动负载（如喇叭、显像管、指示仪表等）工作，单靠一级放大器常常不能满足要求，这就要求将两个或两个以上的基本单元放大电路联结起来组成多级放大器，使信号逐级放大到所需要的程度。其中，每个基本单元放大电路为多级放大器的一级。级与级之间的联结方式叫耦合方式。常用的耦合方式有阻容耦合、直接耦合和变压器耦合，下图是阻容耦合多级放大器。输入级输出级中间级多级放大器总的电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积。通常输出特性曲线分为三个工作区：截止区、放大区、饱和区。截止区：习惯上把IB＝０时的IC－UCE曲线以下的区域称为截止区。IB＝０时的集电极电流用ICEO表示。ICEO的值很小，若忽略不计，集电极和发射极之间相当于开路，即晶体管相当于一个处于断开状态的开关。三极管处于截止状态的工作条件是发射结、集电结均处于反向偏置。饱和区：虚线以左的区域为饱和区。晶体管处于饱和状态时，集电极和发射极之间的电压称为饱和压降，用UCES表示。UCES的值很小，通常硅管约为0.3Ｖ，锗管约为0.1Ｖ。故晶体管饱和时相当于一个处于接通状态的开关。三极管处于饱和状态的工作条件是发射结、集电结均处于正向偏置。放大区：在放大区，输出特性是一组以IB为参变量的几乎平行于横轴（略有上翘）的曲线族。在放大电路中，晶体管工作在放大区，以实现放大作用。而在开关电路中，晶体管则工作在截止区或饱和区，相当于一个开关的断开或接通。三极管处于放大状态的工作条件是发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置。练习P64实践技能3、三极管的分类和型号命名（1）.半导体三极管的分类按所用的半导体材料来分，有硅管（NPN）和锗管（PNP）；按功率来分，有大功率管和小功率管；按工作频率来分，有高频管和低频管。

（2）.半导体三极管的型号国产半导体三极管的型号通常由以下四个部分组成：①用数字3表示三极管。②用字母表示材料和极性，如表1-18所示。③用字母表示类型，如下表所示。④用数字和字母表示序号和档级，用于区别同类三极管器件的某项参数的不同。表1三极管型号第二部分字母含义

字母ABCD含义PNP型锗管NPN型锗管PNP型硅管NPN型硅管表2三极管型号第三部分字母含义

字母XGDA含义低频小功率管高频小功率管低频大功率管高频大功率管4、半导体三极管的主要技术参数

技术参数是设计电路、选用三极管的依据。半导体三极管的参数主要有以下几类。1）.电流放大系数：主要用来表示三极管的电流放大能力，有直流放大系数和交流放大系数之分。（公式）2）.极间反向电流：用来表示三极管工作时的稳定情况，主要有集电极-基极反向电流ICBO和集电极-发射极反向电流ICEO（又称为穿透电流）两个。

3）.极限参数：用来表示三极管正常稳定工作时所必须满足的技术条件，主要有集电极最大允许电流ICM（B下降）、集电极最大允许耗散功率PCM和集电极-发射极反向击穿电压U(BR)CEO三个。管子实际的耗散功率于集电极直流电压和电流的乘积，即Pc=Uce×Ic.使用时庆使Pc＜PCM。PCM与散热条件有关，增加散热片可提高PCM。

5、三极管极性识别。

测量判断极性法：.三极管的极性判断及管型判断把数字万用表打到二极管档，首先用红表笔接假定三极某一只引脚为b极，再用黑表笔分别触碰三极管其余两只引脚，如果测得有两次结果读数相差不大，并且在600左右，则表明我们的假定是对的，红表笔接的就是b极，而且此管为NPN型管（参照下图），c、e极的判断，在两次测量中，以测得读数较小的一次为例，黑表笔接的是c极，读数较大的一次黑表笔接的e极。PNP型管的判断只须把表笔调换即可，测量方法同上。三极管好坏判断：数字万用表的二极管档测量，表笔对调测量be之间的读数，应为一大一小；表笔对调测量bc之间的读数，应为一大一小。两者都正常，三极管是好的，否则是坏的。技能拓展------场效应管（FET）的基础知识常见场效应管实物图如下：根据三极管的原理开发出的新一代放大元件1、场效应管的作用

1）、场效应管可应用于放大（恒流源）。2）、场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。

3）、场效应管可以用作可变电阻。

4）、场效应管可以用作电子开关。MOS管型号2N7008（开启2V）（演示），起以上作用需要满足怎样的条件？我们下面进行讲述。共源极电路（概念）核心器件：场效应管（Ｎ沟道耗尽型MOS管）结型绝缘栅型（MOS）分类P沟道N沟道（基片材料）P沟道N沟道工作性能增强耗尽P沟道

增强P沟道

耗尽N沟道N沟道

增强

耗尽（PMOS）（NMOS）CMOS(功耗更低)VVT

（1）放大作用用场效应管组成放大电路时应使之工作在恒流区(总共有可变电阻区、恒流区、夹断区)。N沟道增强型MOS管工作在恒流区的条件是什么？UGS>UGS(th)>0，且UDS>UGS-UGS(th)（预夹断电压）UDS不能太大，容易击穿损坏其中UGS(th）为开启电压：是增强型MOS管参数，UGS〉UGS(th)开始出现漏极电流id。N沟道耗尽型MOS管工作在恒流区的条件是什么？UGS>UGS(off)，且UDS>UGS-UGS(off)（预夹断电压）其中UGS(off)为夹断电压：结型场效应管和耗尽型MOS的参数，当UGS=UGS(off)时,漏极电流为零。对于P沟道上述条件大于号改为小于号即可。（2）可变电阻作用让场效应管工作在可变电阻区N沟道增强型MOS管工作在可变电阻区的条件是什么？UGS>UGS(th)>0，且0<UDS<UGS-UGS(th)（预夹断电压）N沟道耗尽型MOS管工作在可变电阻区的条件是什么？UGS>UGS(off)，且0<UDS<UGS-UGS(off)（预夹断电压）对于P沟道上述条件大于号改为小于号即可。（3）开关作用让场效应管工作在夹断区以内和以外N沟道增强型MOS管工作在夹断区以内和以外的条件是什么？UGS>或<UGS(th)（ds通或ds不通）N沟道耗尽型MOS管工作在夹断区以内和以外的条件是什么？UGS>或<UGS(off)（ds通或ds不通）对于P沟道上述条件大于号改为小于号即可。拓展：N沟道结型放大(恒流区)条件：

UGS(off)<UGS<=0,UDS>UGS-UGS(off)可变电阻（可变电阻区）条件：UGS(off)<UGS<=0,0<UDS<UGS-UGS(off)开关（夹断区）作用条件：UGS(off)<UGS<=0ds通开关闭合UGS(off)>UGSds不通开关断开P沟道结型与N沟道结型相反练习测得某放大电路中三个MOS管的三个电极的电位如表1所示，它们的开启电压也在表中。试分析各管的管型和工作状态(夹断区、恒流区、可变电阻区），并填入表内。场效应管的型号命名方法

现行场效应管有两种命名方法。

第一种命名方法与双极型三极管相同，第三位字母J代表结型场效应管，O代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表材料，D是P型硅，反型层是N沟道；C是N型硅P沟道。例如,3DJ6D是结型N沟道场效应三极管，3DO6C是绝缘栅型N沟道场效应三极管。

第二种命名方法是CS××#，CS代表场效应管，××以数字代表型号的序号，#用字母代表同一型号中的不同规格。例如CS14A、CS45G等。

引脚识别判断

与三极管一样，场效应管也有三个电极，分别是栅极G、源极S和漏极D。场效应管可看做是一只普通三极管，栅极G对应基极B，漏极D对应集电极C，源极S对应发射极E（N沟道对应NPN型三极管，P沟道对应PNP型三极管）。可以根据PN结单向导电原理，将数字万用表置于R×1k挡，将黑表笔接触管子的一个电极，红表笔分别接触管子的另外两个电极，若测得阻值都很小，则黑表笔所接的是栅极，且为P沟道场效应管。对于N沟道场效应管，红表笔接触管子的一个电极，黑表笔分别接触管子的另外两个电极，测得阻值都很小时红表笔所接的是栅极。Ugs=0id=0增强型，否则耗尽型场管好坏判断1、三极管是双极型晶体管，场效应管是单极型晶体管；

2、三极管是电流控件，场效应管是电压控件；

3、三极管输入阻抗低，场效应管输入阻抗高；

4、三极管分NPN和PNP两种类型，有硅管和锗管之分。场效应管分结型和绝缘栅型两大类，每类又可分为N沟道和P沟道两种，都是硅管；5、在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管;而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管.三极管的集电极和发射极不可互换，有些场效应管的源极和漏极可以互换使用,栅压也可正可负,灵活性比晶体管好.

场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作,而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上,因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用.场效应管与晶体三极管的比较扬声器识别检测

一般在扬声器磁体的标牌上都标有阻抗值，但有时也可能遇到标记不清或标记脱落的情况。因为一般电动扬声器的实测电阻值约为其标称阻抗的80%～90%，一只8

Ω的扬声器，实测铜阻值约为6.4～7.2

Ω，所以可用下述方法进行估测。

将万用表置于“R×1”挡，调零后，测出扬声器音