電子元器件知識---晶體三極體
晶體三極體在電路中常用「q」加數字表示,如:q17表示編號為17的三極體。
特點晶體三極體(簡稱三極體)是內部含有2個pn結,並且具有放大能力的特殊器件。它分npn型和pnp型兩種型別,這兩種型別的三極體從工作特性上可互相彌補,所謂otl電路中的對管就是由pnp型和npn型配對使用。**機中常用的pnp型三極體有:
a92、9015等型號;npn型三極體有:a42、9014、9018、9013、9012等型號
外型結構:
利用特殊工藝將兩個pn結結合在一起就構成了雙極型三極體。結構特點:e區摻雜濃度最高,b區薄,摻雜濃度最底;c區面積最大。
三極體的分類:
1)按材料和極性分有矽材料的npn與pnp三極體.鍺材料的npn與pnp三極體。
2)按用途分有高、中頻放大管、低頻放大管、低雜訊放大管、光電管、開關管、高反壓管、達林頓管、帶阻尼的三極體等。
3)按功率分有小功率三極體、中功率三極體、大功率三極體。
4)按工作頻率分有低頻三極體、高頻三極體和超高頻三極體。
5)按製作工藝分有平面型三極體、合金型三極體、擴散型三極體。
6)按外形封裝的不同可分為金屬封裝三極體、玻璃封裝三極體、陶瓷封裝三極體、塑料封裝三極體等。
電流放大原理
(1)放大條件
內部條件:e區摻雜濃度最高,b區薄,摻雜濃度最底;c區面積最大。
外部條件:發射結(e結)加正向偏置電壓,集電結(c結)加反向偏置電壓。
電位條件:npn型:vc>vb>ve ;pnp型: vc<vb<ve
電壓數值:ube :矽0.5-0.8v, 鍺0.1-0.3v
ucb:幾伏——十幾伏
uce:uce=ucb+ ube 幾伏——+ 幾伏
(2)三極體內部(npn型為例)
1) 發射區不斷向基區注入多子(電子),形成發射極電流 ie。
2)向發射區擴散的基區多子(空穴)因數量小被忽略。這樣,到達基區的電子多數向 bc 結方向擴散形成 i**。少數與空穴復合,形成 ibn 。
基區空穴**主要來自基極電源提供(ib)和集電區少子漂移(icbo)。即ibn ib + icbo,ib = ibn – icbo
3)集電區收集擴散過來的載流子形成集電極電流 ic,i c = i** + icbo 。
(4)三極體各極電流之間的分配關係 ib = i bn icbo,ic= i ** + icbo
當管子製成後,發射區載流子濃度、基區寬度、集電結面積等確定,故電流的比例關係確定,即:
晶體三極體的特性曲線
1.輸入特性曲線:
由輸入迴路可寫出三極體的輸入特性的函式式為ib=f(ube),uce=常數。實測的某npn型矽三極體的輸入特性曲線如下圖(b)所示,由圖可見曲線形狀與二極體的伏安特性相類似,不過,它與uce有關,uce=1v的輸入特性曲線比uce=0v的曲線向右移動了一段距離,即uce增大曲線向右移,但當uce>1v後,曲線右移距離很小,可以近似認為與uce=1v時的曲線重合,所以下圖(b)中只畫出兩條曲線,在實際使用中,uce總是大於1v的。由圖可見,只有ube大於0 5v(該電壓稱為死區電壓)後,ib才隨ube的增大迅速增大,正常工作時管壓降ube約為0.
6~0.8v,通常取0.7v,稱之為導通電壓ube(on)。
對鍺管,死區電壓約為0.1v,正常工作時管壓降ube的值約為0.2~0.
3v,導通電壓ube(on)≈0.2v。
2.輸出特性曲線
輸出迴路的輸出特性方程為:ic=f(uce),ib=常數 ;晶體三極體的輸出特性曲線分為截止、飽和和放大三個區,每區各有其特點:
(1)截止區: ib≤0,ic=iceo≈0,此時兩個pn結均反向偏置。
(2)放大區:ic=βib+iceo ,此時發射結正向偏置,集電結反向偏置,特性曲線比較平坦且等間距。
ic受ib控制,ib一定時,ic不隨uce 而變化。
(3)飽和區: uce < u be,ucb = uce u be < 0 ,此時兩個pn結均正向偏置,ic ib,ic不受ib控制,失去放大作用。曲線上公升部分uce很小,uce = u be時,達到臨界飽和,深度飽和時,矽管 uce(sat)=0.
3v,鍺管uce(sat)=0.1v。
3.溫度對特性曲線的影響
(1)溫度公升高,輸入特性曲線向左移。溫度每公升高 1c,ube (2 2.5) mv。溫度每公升高 10c,icbo 約增大 1 倍。
(2)溫度公升高,輸出特性曲線向上移。溫度每公升高 1c, (0.5 1)%。輸出特性曲線間距增大。
晶體三極體的主要引數
1.電流放大係數
(1)共發射極電流放大係數: β(β)為直流 (交流)電流放大係數 β=ic/ib(β=δic/δib)。
(2)共基極電流放大係數: α=β/(1+β), 1 一般在 0.98 以上。
2.極間反向飽和電流:cb 極間反向飽和電流 icbo,ce 極間反向飽和電流 iceo。 icbo、 iceo均隨溫度的公升高而增大。
3.極限引數:icm :集電極最大允許電流,超過時值明顯降低;
pcm :集電極最大允許功率損耗 ;u(br)ceo:基極開路時 c、e 極間反向擊穿電壓;
u(br)cbo:發射極開路時 c、b 極間反向擊穿電壓。
u(br)ebo: 集電極極開路時 e、b 極間反向擊穿電壓; u(br)cbo >u(br)ceo>u(br)ebo
三極體電路的基本分析方法
三極體為非線型器件,對含有這些器件的電路進行分析時,可採用適當的近似方法,按線性電路來處理。利用疊加定理可對電路中的交、直流成分分別進行分析。
直流分析(靜態分析): 只研究在直流電源作用下,電路中各直流量的大小稱為直流分析(或稱為靜態
分析),由此而確定的各極直流電壓和電流稱為直流工作點(或稱靜態工作點)參量。
交流分析(動態分析): 當外電路接入交流訊號後,為了確定疊加在靜態工作點上的各交流量而進行的分析,稱為交流分析(或稱為動態分析)。
方法:**法: 在輸入、輸出特性圖上畫交、直流負載線,求靜態工作點「q」,分析動態波形及失真等。
微變等效電路法根據發射結導通壓降估算「q」。再用等效電路法分析計算小訊號交流通路的電路動態引數。
電量引數的表示:bb,b表示主要符號,大寫表示該電量是與時間無關的量(直流、平均值、有效值),小寫表示該電量是隨時間而變化的量(瞬時值)。b為下標符號,大寫表示直流量或總電量(總最大值,總瞬時值);小寫表示交流分量。
直流分析
1.**分析法:在三極體的特性曲線上用作圖的方法求得電路中各直流電流、電壓量大小的方法,稱
為**分析法。
晶體三極體電路如下圖(a)所示,三極體的輸入、輸出特性曲線分別示於下圖(b)、(c)中。
2.工程近似分析法
交流分析
1.動態**分析:三極體電路動態工作時的電流、電壓、可利用三極體特性曲線,通過作圖來求得。現通過例題來說明動態**分析過程。
例.三極體電路如下圖(a)所示,交流電壓ui通過電容c加到三極體的基極,設c對交流〖jp2〗訊號的容抗為零;三極體採用矽管,其輸入、輸出特性曲線如下圖b)所示。已知ui=10sinωt(mv),試用**法求該電路各交流電壓和電流值。
解: (1)輸入迴路**先令ui=0,由圖(a)可得ibq=(vbb-ube(on))/rb=(6v-0.7v)/176kω=0.
03ma=30μa 由此可在圖(b)的輸入特性曲線上確定基極迴路的靜態工作點q。若輸入交流訊號ui,它在基極迴路與直流電壓ubeq相疊加,使得三極體b、e極之間的電壓ube在原有直流電壓ubeq的基礎上,按ui的變化規律而變化,即ube=ubeq+ui=ubeq+uimsinωt,其波形如圖(b)中①所示。根據ube的變化
(2)輸出迴路的**根據vcc及rc值可在上圖(b)所示輸出特性曲線中作出直流負載線nm,它與ib=tbibq=30μa的輸出特性曲線相交於q點,q點便是集電極迴路的直流工作點。由圖可知,其對應的icq=3ma、uceq=3v。隨著基極電流的變化,負載線mn與輸出特性曲線簇的交點也隨之變化。
按基極電流ib在不同時間的數值,找出相應的輸出特性曲線及其與負載線mn的交點,便可畫出集電極電流ic和c、e極間電壓uce的波形,如上圖(b)中③、④所示,由圖可知,輸出電流ic和輸出電壓uce都在原來靜態直流的基礎上疊加了一交流量。由於輸出特性曲線間距近似相等,故ic與ib成正比,因此,有ic=icq+ic=icq+icmsinωt,uce=uceq+uce=uceq+ucemsin(ωt-180°),式中,uce=-icrc,ucem=icmrc。
由上圖(b)可讀出ic的瞬時值在2~4ma之間變動,ic的幅度icm=1ma;而uce的瞬時值在2~4v之間變動,uce的幅度ucem=1v。可見,ucem>uim,電路實現了交流電壓放大作用。此外,可看出uce波形與ui波形的相位相差180°(即反相關係)。
2.小訊號等效電路分析法(微變等效)
輸入訊號過小時,用**法進行交流分析誤差較大,通常採用微變等效電路來分析。
三極體知識
窗體頂端 文章正文 三極體的工作原理 對三極體放大作用的理解,切記一點 能量不會無緣無故的產生,所以,三極體一定不會產生能量。但三極體厲害的地方在於 它可以通過小電流去控制大電流。放大的原理就在於 通過小的交流輸入,控制大的靜態直流。假設三極體是個大壩,這個大壩奇怪的地方是,有兩個閥門,乙個大閥門,...
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電源經驗 用通俗易懂的話讓你明白三極體 用電控制的開關 在mpn裡,大家會經常見到一些黑色的三個腳的東西 這樣的東西在我們維修的機器裡有很多,但不能一概而論都說成是三極體,這樣形狀的還有雙二極體 如d2e 穩壓ic 如3v的65z 1.5v的65e 1.8v的65k 3.3v的662x等 場效電晶體...
三極體知識簡介
概述 半導體三極體也稱為晶體三極體,可以說它是電子電路中最重要的器件。它最主要的功能是電流放大和開關作用。三極體顧名思義具有三個電極。二極體是由乙個pn結構成的,而三極體由兩個pn結構成,共用的乙個電極成為三極體的基極 用字母b表示 其他的兩個電極成為集電極 用字母c表示 和發射極 用字母e表示 由...