《汽车电学基础》-项目八 半导体三极管和基本放大电路1

学习单元1半导体三极管学习目标

1.掌握半导体三极管放大原理及特性曲线2.了解半导体三极管结构类型和主要参数学习项目八半导体三极管和基本放大电路学习单元1半导体三极管1结构与符号NNP基极发射极集电极NPN型BECBECPNP型PPN基极发射极集电极符号：BECIBIEICBECIBIEICNPN型PNP型基区：最薄，掺杂浓度最低发射区：掺杂浓度最高发射结集电结BECNNP基极发射极集电极结构特点：集电区：面积最大5.3.2电流分配与放大原理ICUBBmA

ARBIBUCC––++mAIERPVT发射结正偏、集电结反偏实验线路1.三极管放大的外部条件IB(mA)IC(mA)IE(mA)00.020.040.060.080.10<0.0010.701.502.303.103.95<0.0010.721.542.363.184.05结论:1）电流关系IE

=IB+IC2）

IC

IB

，

IC

IE

3）

IC

IB

把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性称为三极管的电流放大作用。

实质:用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的变化。2.各电极电流关系及电流放大作用总目录上页章目录下页返回3三极管的特性曲线

即管子各电极电压与电流的关系曲线，反映了晶体管的性能，是分析放大电路的依据。

重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线ICUBBmA

AVUCEUBERBIBUCCV++––––++

测量三极管特性的实验线路输入回路输出回路共发射极电路死区电压正常工作时发射结电压：硅管

UBE0.6~0.7V锗管

UBE0.2~0.3V硅Uth=0.5V,锗Uth=0.1V。IB(

A)UBE(V)204060800.40.8UCE1VO1.输入特性36IC(mA)1234UCE(V)912O放大区(1)放大区在放大区有IC=

IB

，也称为线性区。

在放大区，发射结正偏、集电结反偏，三极管工作于放大状态。输出特性曲线通常分三个工作区：40A60A80A100AIB=020A在放大区有恒流特性。2.输出特性IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O（2）截止区在截止区有

IB=0，

IC=IE

0

。在截止区发射结、集电结均反偏，三级管工作于截止状态。饱和区截止区（3）饱和区

在饱和区，发射结、集电结均正偏，三级管工作于饱和状态。深度饱和时，硅管UCES0.3V，

锗管UCES0.1V。UCE=UBE

在饱和区，IC

≠

IB例:

试根据图示中管子的对地电位，判断各管是硅管还是锗管？处于何种状态？

方法

(1)硅管、锗管的判断

硅管：锗管：

(2)判断状态

根据不同状态下的偏置条件进行

(a)硅管，放大。解：(b)

硅管，饱和。(c)

锗管，截止。直流电流放大系数交流电流放大系数当晶体管接成发射极电路时，

表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。注意：

和

的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且ICEO较小的情况下，两者数值接近。常用晶体管的

值在20~200之间。5.3.4三极管的特性曲线1.电流放大系数

，

例：在UCE=6V时，在Q1点IB=40A,IC=1.5mA；

在Q2点IB=60A,IC=2.3mA。IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)9120在Q1点，有由Q1和Q2点，得Q1Q2在以后的计算中，一般作近似处理：

=

。2.集-基极反向截止电流ICBO

ICBO是由少数载流子的漂移运动所形成的电流，受温度的影响大。温度

ICBO

ICBO

A+–EC3.集-射极反向截止电流(穿透电流)ICEO

AICEOIB=0+–

ICEO受温度的影响大。温度

ICEO

，所以IC也相应增加。三极管的温度特性较差。4.

集电极最大允许电流ICM5.

集-射极反向击穿电压U(BR)CEO

集电极电流IC上升会导致三极管的

值的下降，当

值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICM。

当集—射极之间的电压UCE超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR)

CEO。6.

集电极最大允许耗散功耗PCM

PCM取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过高会烧坏三极管。

PC

PCM=ICUCE

硅管允许结温约为150C，锗管约为70

90C。ICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作区由三个极限参数可画出三极管的安全工作区ICUCEO学习单元1半导体三极管五、半导体三极管在汽车上的应用1、三极管在电磁线圈控制中的应用：汽车上的电控部件的执行元件，主要是电磁线圈，如发电机转子线圈，发动机喷油器，怠速控制阀，废气再循环阀，继电器，自动变速器电磁阀，ABS系统电阀等，主要的控制方式是利用NPN三极管实现对电磁线圈的搭铁控制。学习单元1半导体三极管五、半导体三极管在汽车上的应用2、三极管对电磁线圈通电电流的控制在汽车电子电器的控制中，需要控制某些部件的通电电流，如自动变速器的油压电磁阀，废气再循环阀等，许多人认为是利用三极管的放大做用，电子芯片控制三极管的基极电流，由基极控制集电极通电电流。但是实际应用中，使用一种占空比的控制方式，电子芯片输出的是数字脉冲信号，控制三极管的基极，三极管快速的导通和截止，导通占的时间比例越大，三极管集电极控制的电磁线圈的通电电流越大。学习单元1