培訓(xùn)24三極管

1、晶體三極管基礎(chǔ)知識(shí)Hyj87073教學(xué)內(nèi)容本課學(xué)習(xí)內(nèi)容包括：晶體三極管的結(jié)構(gòu)、分類(lèi)、性能指標(biāo)、檢測(cè)以及在電路中的作用。教學(xué)目標(biāo)目的及要求1、了解晶體三極管的結(jié)構(gòu)、分類(lèi)、性能指標(biāo)，培養(yǎng)職工的實(shí)際使用選擇晶體三極管的能力。2、了解晶體三極管在電路中的作用，培養(yǎng)職工的識(shí)圖能力。過(guò)程與方法1、 通過(guò)課前搜集晶體三極管相關(guān)的內(nèi)容，自己組織有關(guān)的信息，講述晶體三極管的結(jié)構(gòu)、分類(lèi)、性能指標(biāo)。2、 通過(guò)講解和實(shí)際操作，培養(yǎng)職工使用萬(wàn)用表檢測(cè)晶體三極管的方法以及通過(guò)標(biāo)注簡(jiǎn)單判斷晶體三極管的主要作用。3、 通過(guò)思考晶體三極管作用，使職工了解晶體三極管的開(kāi)關(guān)、放大、等效可變電阻的典型電路。教學(xué)重、難點(diǎn)及解決措施重點(diǎn)

2、晶體三極管的作用。難點(diǎn)檢測(cè)晶體三極管。教學(xué)解決措施對(duì)于晶體三極管作用這一重點(diǎn)，通過(guò)設(shè)計(jì)一系列學(xué)習(xí)任務(wù)，由職工進(jìn)行討論、交流、實(shí)際電路分析等手段來(lái)突破。為解決教學(xué)難點(diǎn)，通過(guò)利用現(xiàn)有晶體三極管、實(shí)際判斷并檢測(cè)等方面加深檢測(cè)晶體三極管的印象。教學(xué)準(zhǔn)備教師準(zhǔn)備1、提前預(yù)習(xí)并查找有關(guān)資料。2、查找與本節(jié)課內(nèi)容有關(guān)的文字、圖片等資料。3、撰寫(xiě)教學(xué)教案。教學(xué)方法理論講解與實(shí)際操作相互結(jié)合教學(xué)教學(xué)課時(shí)4個(gè)課時(shí)教學(xué)提綱一、晶體三極管的結(jié)構(gòu)：半導(dǎo)體三極管是一個(gè)有三條引腳的半導(dǎo)體器件，它的內(nèi)部則由兩個(gè)PN 結(jié)構(gòu)成，有兩種形式，如圖15-1 所示。其中圖(a) 所示三極管稱(chēng)為PNP型半導(dǎo)體三極管，圖 (b) 所示三極

3、管稱(chēng)為NPN 型半導(dǎo)體三極管。半導(dǎo)體三極管從兩個(gè)PN 結(jié)中引出三個(gè)電極，即發(fā)射極、基極及集電極，分別以E 、B 、C 表示。如果在兩個(gè)PN 結(jié)上加上不同極性的電壓，它們便會(huì)有不同的工作狀態(tài)。二、晶體三極管的分類(lèi)：晶體三極管的種類(lèi)很多，按半導(dǎo)體材料和導(dǎo)電極性來(lái)分有硅材料的NPN 管、PNP 管和鍺材料的NPN管和PNP管;按半導(dǎo)體三極管耗散功率來(lái)分，有小功率三極管、中功率三極管和大功率三極管等;按半導(dǎo)體三極管的功能及用途可分為放大管、開(kāi)關(guān)管、復(fù)合管(達(dá)林頓管)和高反壓管等;若按半導(dǎo)體三極管的工作頻率來(lái)分，則有低頻管、高頻管及超高頻管等，具體分類(lèi)如圖：三、晶體三極管的主要性能指標(biāo)：1、共發(fā)射極電流

4、放大系數(shù)：在共發(fā)射極電路中，在一定的集電極電壓UCE下，集電極電流變化量IC與基極電流變化量IB，的比值稱(chēng)為電流放大系數(shù)，即：由于反映了變化量之比，在放大電路中變化量實(shí)際上是交流信號(hào)，因此把值稱(chēng)為共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)hFE 。值的標(biāo)志方法有兩種，即色標(biāo)法和字母法。色標(biāo)法使用得較早，通常將顏色涂在三極管的頂部，用不同的顏色來(lái)表示管子值的大小。國(guó)產(chǎn)小功率管色標(biāo)顏色與值的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表：2、共基極電流放大系數(shù)：在共基極電路中，在一定的集電極與基極電壓UCB下，集電極電流的變化量IC與發(fā)射極電流變化量IE的比值稱(chēng)為電流放大系數(shù) ，即：3、晶體三極管的頻率特性參數(shù)：晶體三極管用于交流放大時(shí)，電流放大系

5、數(shù)與頻率有關(guān)。當(dāng)三極管工作頻率較低時(shí)，hFE值變化不大，但三極管用于高頻電路時(shí)，電流放大系數(shù)將會(huì)隨著工作頻率的升高而不斷減小，這時(shí)就需要考慮頻率特性參數(shù)了。頻率特性參數(shù)主要有以下幾個(gè)。( 1 )共基極截止頻率fa：共基極截止頻率又叫 截止頻率。在共基極電路中，電流放大系數(shù) 值在工作頻率較低時(shí)基本上為一常數(shù)。當(dāng)工作頻率f>fa以后，電流放大系數(shù) 隨頻率的升高而下降，當(dāng)值下降到o(共基極放大器最低頻率時(shí)的電流放大系數(shù))的時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率便是fa 。(2) 共發(fā)射極截止頻率f：共發(fā)射極截止頻率又稱(chēng)截止頻率。它與fa的定義相似，在共發(fā)射極電路里，電流放大系數(shù)值在降低到o的 時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率便是f。f

6、和fa有下列關(guān)系:在實(shí)際工作中，工作頻率f 等于fa或f時(shí)，并不等于半導(dǎo)體三極管就截止不工作了，它仍有相當(dāng)?shù)墓ぷ髂芰?。其?guī)律是f=fa或f=f時(shí)， =0.707o或= 0.707o;當(dāng)f=fa或f=f時(shí)， = 0.5o或= 0.5o。但在電路設(shè)計(jì)中選用三極管時(shí)，若電路的工作頻率較高，應(yīng)盡量選用fa 或f值大的三極管。(3)特征頻率fT：當(dāng)工作頻率超過(guò)截止頻率f以后，值開(kāi)始下降，當(dāng)值下降為1時(shí)，所對(duì)應(yīng)的頻率叫做特征頻率fT。當(dāng)工作頻率f =fT時(shí)，半導(dǎo)體三極管就完全失去了電流放大功能。由于f·=常數(shù)，有時(shí)稱(chēng)fT為增益帶寬乘積。(4) 最高振蕩頻率fM：最高振蕩頻率的定義為:當(dāng)半導(dǎo)體三極

7、管的功率增益等于1時(shí)的頻率稱(chēng)為半導(dǎo)體三極管的最高振蕩頻率fM。當(dāng)工作頻率大于fM時(shí)，三極管不能得到功率放大;當(dāng)工作頻率低于fM時(shí)，三極管可獲得功率放大。可見(jiàn)fM 是半導(dǎo)體三極管的一個(gè)重要參數(shù)。在一般情況下，要使三極管工作穩(wěn)定，又有一定的功放作用，三極管的實(shí)際工作頻率應(yīng)為(1/3 - 1/4)fM 。4、管極間的反向電流 : 半導(dǎo)體三極管極間的反向電流指的是集電極一基極間反向電流ICBO 和集電極一發(fā)射極間反向電流ICEO。ICEO使用得較多，它是指三極管基極開(kāi)路時(shí)，集電極C和發(fā)射極E之間的反向電流，又稱(chēng)為穿透電流或反向擊穿電流。小功率錯(cuò)三極管的ICEO 較大，通常在500A 以下，硅三極管的I

8、CEO都很小，通常在1A 以下，同一個(gè)三極管的ICEO比ICBO大得多，且隨溫度的升高而急劇增加，因此這個(gè)參數(shù)是衡量三極管穩(wěn)定性好壞的重要參數(shù)之一。5、三極管的極限參數(shù)各種電子元器件都有一個(gè)使用極限值要求，對(duì)于晶體三極管來(lái)講，它的主要極限參數(shù)有以下幾個(gè)。(1)集電極最大允許電流ICM：半導(dǎo)體三極管允許通過(guò)的最大電流即為ICM 。當(dāng)集電極電流IC增大到一定程度時(shí)，值便會(huì)明顯下降，這時(shí)三極管不至于燒壞，但已不宜使用。因此，規(guī)定值下降到額定值的2/3 時(shí)所對(duì)應(yīng)的集電極電流為集電極最大電流ICM。(2) 集電極最大允許耗散功率PCM：集電極耗散功率實(shí)際上是集電極電流IC和集電極電壓UCE的乘積。在使用

9、三極管時(shí)，實(shí)際功耗不允許超過(guò)PCM還應(yīng)留有較大的余量。耗散功率會(huì)引起三極管發(fā)熱，使結(jié)溫升高。如果集電極的耗散功率過(guò)大，將會(huì)使集電結(jié)的溫度超過(guò)允許值而被燒壞。為了提高PCM的數(shù)值，大功率三極管都要求加裝散熱片，此時(shí)手冊(cè)中給出的大功率三極管的PCM是指帶有散熱片時(shí)的數(shù)值。(3)集電極一發(fā)射極反向擊穿電壓BVCEO ( VCEO )：BVCEO是指三極管基極開(kāi)路時(shí)，加在集電極C 和發(fā)射極E 之間的最大允許電壓。使用時(shí)，若VCE > BVCEO。則會(huì)導(dǎo)致三極管擊穿而損壞。(4) 集電極一基極反向擊穿電壓BVCBO ( VCBO )：BVCBO是指三極管發(fā)射極開(kāi)路時(shí)，集電結(jié)的反向最大電壓。使用時(shí)，

10、集電極與基極間的反向電壓不允許超過(guò)此值的規(guī)定。(5) 發(fā)射極基極反向擊穿電壓BVCEO( VCEO)：BVEBO是指三極管集電極開(kāi)路時(shí)，發(fā)射結(jié)的反向最大電壓。使用時(shí)，發(fā)射結(jié)承受的反向電壓不應(yīng)超過(guò)此值的規(guī)定.四、晶體三極管檢測(cè)常識(shí)：通常我們要用R×1k檔，不管是NPN管還是PNP管，不管是小功率、中功率、大功率管，測(cè)其be結(jié)cb結(jié)都應(yīng)呈現(xiàn)與二極管完全相同的單向?qū)щ娦裕聪螂娮锜o(wú)窮大，其正向電阻大約在10K左右。為進(jìn)一步估測(cè)管子特性的好壞，必要時(shí)還應(yīng)變換電阻檔位進(jìn)行多次測(cè)量，方法是：置R×10檔測(cè)PN結(jié)正向?qū)娮瓒荚诖蠹s200左右；置R×1檔測(cè)PN結(jié)正向?qū)娮瓒荚?/p>

11、大約30左右，（以上為47型萬(wàn)用表測(cè)得數(shù)據(jù)，其它型號(hào)萬(wàn)用表大概略有不同，可多試測(cè)幾個(gè)好管總結(jié)一下，做到心中有數(shù)）如果讀數(shù)偏大太多，可以斷定管子的特性不好。還可將萬(wàn)用表置于R×10k再測(cè)，耐壓再低的管子（基本上三極管的耐壓都在30V以上），其cb結(jié)反向電阻也應(yīng)在，但其be結(jié)的反向電阻可能會(huì)有些，萬(wàn)用表針會(huì)稍有偏轉(zhuǎn)（一般不會(huì)超過(guò)滿(mǎn)量程的1/3，根據(jù)管子的耐壓不同而不同）。同樣，在用R×10k檔測(cè)ec間(對(duì)NPN管）或ce間（對(duì)PNP管）的電阻時(shí)，萬(wàn)用表針可能略有偏轉(zhuǎn)，但這不表示管子是壞的。但在用R×1k以下檔測(cè)ce或ec間電阻時(shí)，萬(wàn)用表頭指示應(yīng)為無(wú)窮大，否則管子就是有

12、問(wèn)題。應(yīng)該說(shuō)明一點(diǎn)的是，以上測(cè)量是針對(duì)硅管而言的，對(duì)鍺管不適用。不過(guò)現(xiàn)在鍺管也很少見(jiàn)了。另外，所說(shuō)的“反向”是針對(duì)PN結(jié)而言，對(duì)NPN管和PNP管方向?qū)嶋H上是不同的。現(xiàn)在常見(jiàn)的三極管大部分是塑封的，如何準(zhǔn)確判斷三極管的三只引腳哪個(gè)是b、c、e？三極管的b極很容易測(cè)出來(lái)，但怎么斷定哪個(gè)是c哪個(gè)是e？這里推薦三種方法：第一種方法：對(duì)于有測(cè)三極管hFE插孔的指針表，先測(cè)出b極后，將三極管隨意插到插孔中去（當(dāng)然b極是可以插準(zhǔn)確的），測(cè)一下hFE值，然后再將管子倒過(guò)來(lái)再測(cè)一遍，測(cè)得hFE值比較大的一次，各管腳插入的位置是正確的。第二種方法：對(duì)無(wú)hFE測(cè)量插孔的表，或管子太大不方便插入插孔的，可以用這種方

13、法：對(duì)NPN管，先測(cè)出b極（管子是NPN還是PNP以及其b腳都很容易測(cè)出，是吧？），將表置于R×1k檔，將紅表筆接假設(shè)的e極（注意拿紅表筆的手不要碰到表筆尖或管腳），黑表筆接假設(shè)的c極，同時(shí)用手指捏住表筆尖及這個(gè)管腳，將管子拿起來(lái)，用你的舌尖舔一下b極，看表頭指針應(yīng)有一定的偏轉(zhuǎn)，如果你各表筆接得正確，指針偏轉(zhuǎn)會(huì)大些，如果接得不對(duì)，指針偏轉(zhuǎn)會(huì)小些，差別是很明顯的。由此就可判定管子的c、e極。對(duì)PNP管，要將黑表筆接假設(shè)的e極（手不要碰到筆尖或管腳），紅表筆接假設(shè)的c極，同時(shí)用手指捏住表筆尖及這個(gè)管腳，然后用舌尖舔一下b極，如果各表筆接得正確，表頭指針會(huì)偏轉(zhuǎn)得比較大。當(dāng)然測(cè)量時(shí)表筆要交換

14、一下測(cè)兩次，比較讀數(shù)后才能最后判定。這個(gè)方法適用于所有外形的三極管，方便實(shí)用。根據(jù)表針的偏轉(zhuǎn)幅度，還可以估計(jì)出管子的放大能力，當(dāng)然這是憑經(jīng)驗(yàn)的。第三種方法：先判定管子的NPN或PNP類(lèi)型及其b極后，將表置于R×10k檔，對(duì)NPN管，黑表筆接e極，紅表筆接c極時(shí)，表針可能會(huì)有一定偏轉(zhuǎn)，對(duì)PNP管，黑表筆接c極，紅表筆接e極時(shí)，表針可能會(huì)有一定的偏轉(zhuǎn)，反過(guò)來(lái)都不會(huì)有偏轉(zhuǎn)。由此也可以判定三極管的c、e極。不過(guò)對(duì)于高耐壓的管子，這個(gè)方法就不適用了。 對(duì)于常見(jiàn)的進(jìn)口型號(hào)的大功率塑封管，其c極基本都是在中間。中、小功率管有的b極可能在中間。當(dāng)然也有c極在中間的。所以在維修更換三極管時(shí)，尤其是這些

15、小功率三極管，不可拿來(lái)就按原樣直接安上，一定要先測(cè)一下。測(cè)三極管穿透電流：NPN型管（PNP型表筆對(duì)調(diào)）ce極間電阻應(yīng)很大，此電阻值越大，三極管穿透電流越小，工作穩(wěn)定性越好，若手握此管時(shí)，電阻值逐漸減小，則三極管穩(wěn)定性很差。測(cè)三極管放大能力：在前項(xiàng)測(cè)量基礎(chǔ)上在三極管cb兩極間加一個(gè)100K電阻，則表針應(yīng)向右擺動(dòng)擺動(dòng)角度越大，三極管放大倍數(shù)越大。五、晶體三極管應(yīng)用電路：1、電壓、電流放大電路：下圖a、b、c分別是晶體三極管放大電路的共發(fā)射極、共集電極、共基極接法。a b ca的特點(diǎn)：電壓、電流放大倍數(shù)大，功率放大倍數(shù)最大，但輸入、輸出阻抗一般；b的特點(diǎn)：電流放大倍數(shù)小，電壓放大倍數(shù)大，功率放大倍數(shù)一般，輸入阻抗小，輸出阻抗大；c的特點(diǎn)：電流放大倍數(shù)大，電壓放大倍數(shù)小，功率放大倍數(shù)小，但輸入阻抗最大，輸出阻抗最小。2、等效可變電阻電路：控制晶體三極管的基極電流的大小，便可以改變集電極電流的