晶體三極管(雙極型晶體管)

1、College of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINA二、晶體二、晶體三極管三極管(雙極型晶體管雙極型晶體管)College of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINA 晶體三極管晶體三極管(以下簡(jiǎn)稱三極管以下簡(jiǎn)稱三極管)是內(nèi)部含有兩個(gè)是內(nèi)部含有兩個(gè)PN結(jié)、外部具有三個(gè)電極的半導(dǎo)體器件。由于它結(jié)、外部具有三個(gè)電極的半導(dǎo)體器件。由于它的特殊構(gòu)造，在一定條件下具有的特殊構(gòu)造，在一定條件下具有“放大放大”作用，作用，被廣泛應(yīng)用于收音機(jī)、錄音機(jī)、電視機(jī)、擴(kuò)音機(jī)被廣

2、泛應(yīng)用于收音機(jī)、錄音機(jī)、電視機(jī)、擴(kuò)音機(jī)及各種電子設(shè)備中。及各種電子設(shè)備中。College of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINA1、基本結(jié)構(gòu)和分類(lèi)、基本結(jié)構(gòu)和分類(lèi)College of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINA(1). 使發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高，以有效地發(fā)射載流子；使發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高，以有效地發(fā)射載流子；(2). 使基區(qū)摻雜濃度最小，且區(qū)最薄，以有效地傳輸使基區(qū)摻雜濃度最小，且區(qū)最薄，以有效地傳輸載流子；載流子；(3). 使集電區(qū)面積最大，且摻

3、雜濃度小于發(fā)射區(qū)，以使集電區(qū)面積最大，且摻雜濃度小于發(fā)射區(qū)，以有效地收集載流子。有效地收集載流子。College of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINACollege of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINA三極管的分類(lèi)：三極管的分類(lèi)：l按半導(dǎo)體材料分：鍺三極管和硅三極管；按半導(dǎo)體材料分：鍺三極管和硅三極管；l按制作工藝分：擴(kuò)散管、合金管等；按制作工藝分：擴(kuò)散管、合金管等； l按功率不同：小功率管、中功率管和大功率管；按功率不同：小功率管、中功率管和大功

4、率管；l按工作頻率不同：低頻管、高頻管和超高頻管；按工作頻率不同：低頻管、高頻管和超高頻管；l按用途分：放大管，開(kāi)關(guān)管等。按用途分：放大管，開(kāi)關(guān)管等。N 型硅型硅二氧化硅保護(hù)膜二氧化硅保護(hù)膜BECN 型硅型硅P 型硅型硅( (a) ) 平面型平面型N 型鍺型鍺ECB銦球銦球銦球銦球PP( (b) )合金型合金型College of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINACollege of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINACollege of Physics

5、 Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINACollege of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINACollege of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINA2、三極管的放大作用：、三極管的放大作用： 晶體三極管具有電流放大作用，其實(shí)質(zhì)是三極晶體三極管具有電流放大作用，其實(shí)質(zhì)是三極管能以基極電流微小的變化量來(lái)控制集電極電流較大管能以基極電流微小的變化量來(lái)控制集電極電流較大的變化量。這是三極管最基本的和最重要的特性

6、。我的變化量。這是三極管最基本的和最重要的特性。我們將們將Ic/Ib的比值稱為晶體三極管的電流放大倍數(shù)，的比值稱為晶體三極管的電流放大倍數(shù)，用符號(hào)用符號(hào)“”表示。電流放大倍數(shù)對(duì)于某一只三極管來(lái)表示。電流放大倍數(shù)對(duì)于某一只三極管來(lái)說(shuō)是一個(gè)定值，但隨著三極管工作時(shí)基極電流的變化說(shuō)是一個(gè)定值，但隨著三極管工作時(shí)基極電流的變化也會(huì)有一定的改變。也會(huì)有一定的改變。 三極管還可以作電子開(kāi)關(guān)，配合其它元件還可三極管還可以作電子開(kāi)關(guān)，配合其它元件還可以構(gòu)成振蕩器。以構(gòu)成振蕩器。College of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINA晶體三極

7、管的三種工作狀態(tài)：晶體三極管的三種工作狀態(tài)：l截止?fàn)顟B(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓小于截止?fàn)顟B(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓小于PN結(jié)結(jié)的導(dǎo)通電壓，基極電流為零，集電極電流和發(fā)射極的導(dǎo)通電壓，基極電流為零，集電極電流和發(fā)射極電流都為零，三極管這時(shí)失去了電流放大作用，集電流都為零，三極管這時(shí)失去了電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)狀態(tài)，我們稱電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)狀態(tài)，我們稱三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。College of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINAl放大狀態(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于

8、放大狀態(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)結(jié)的導(dǎo)通電壓，并處于某一恰當(dāng)?shù)闹禃r(shí)，三極管的發(fā)射的導(dǎo)通電壓，并處于某一恰當(dāng)?shù)闹禃r(shí)，三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，這時(shí)基極電流對(duì)集電結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，這時(shí)基極電流對(duì)集電極電流起著控制作用，使三極管具有電流放大作用，極電流起著控制作用，使三極管具有電流放大作用，其電流放大倍數(shù)其電流放大倍數(shù)Ic/Ib，這時(shí)三極管處放大狀態(tài)。，這時(shí)三極管處放大狀態(tài)。College of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINAl飽和導(dǎo)通狀態(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于飽和導(dǎo)通狀態(tài)：當(dāng)加在三

9、極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，并當(dāng)基極電流增大到一定程度時(shí)，結(jié)的導(dǎo)通電壓，并當(dāng)基極電流增大到一定程度時(shí)，集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是處集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是處于某一定值附近不怎么變化，這時(shí)三極管失去電流放于某一定值附近不怎么變化，這時(shí)三極管失去電流放大作用，集電極與發(fā)射極之間的電壓很小，集電極和大作用，集電極與發(fā)射極之間的電壓很小，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)。三極管的這種狀發(fā)射極之間相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)。三極管的這種狀態(tài)我們稱之為飽和導(dǎo)通狀態(tài)。態(tài)我們稱之為飽和導(dǎo)通狀態(tài)。College of Physics Science & Techn

10、ologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINA 根據(jù)三極管工作時(shí)各個(gè)電極的電位高低，就能判根據(jù)三極管工作時(shí)各個(gè)電極的電位高低，就能判別三極管的工作狀態(tài)，因此，電子維修人員在維修別三極管的工作狀態(tài)，因此，電子維修人員在維修過(guò)程中，經(jīng)常要拿多用電表測(cè)量三極管各腳的電壓，過(guò)程中，經(jīng)常要拿多用電表測(cè)量三極管各腳的電壓，從而判別三極管的工作情況和工作狀態(tài)。從而判別三極管的工作情況和工作狀態(tài)。College of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINA3、管型判別和管電極判別：、管型判別和管電極判別： “三顛倒，找基極；三顛倒，

11、找基極；PN結(jié)，定管型；順箭結(jié)，定管型；順箭頭，偏轉(zhuǎn)大；測(cè)不準(zhǔn)，動(dòng)嘴巴。頭，偏轉(zhuǎn)大；測(cè)不準(zhǔn)，動(dòng)嘴巴。” College of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINA(1) 三顛倒，找基極：三顛倒，找基極： 三極管是含有兩個(gè)三極管是含有兩個(gè)PN結(jié)的半導(dǎo)體器件。根據(jù)兩結(jié)的半導(dǎo)體器件。根據(jù)兩個(gè)個(gè)PN結(jié)連接方式不同，只要找出兩個(gè)結(jié)連接方式不同，只要找出兩個(gè)PN結(jié)的公共極，結(jié)的公共極，即為三極管的基極。即為三極管的基極。College of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCH

12、INA 具體方法是將萬(wàn)用表調(diào)至電阻擋的具體方法是將萬(wàn)用表調(diào)至電阻擋的R100或或R1k擋，先用紅表筆放在三極管的一只管腳上，用擋，先用紅表筆放在三極管的一只管腳上，用黑表筆去碰三極管的另兩只管腳，如果兩次全通，則黑表筆去碰三極管的另兩只管腳，如果兩次全通，則紅表筆所放的管腳就是三極管的基極。如果一次沒(méi)找紅表筆所放的管腳就是三極管的基極。如果一次沒(méi)找到，則紅表筆換到三極管的另一個(gè)管腳，再測(cè)兩次；到，則紅表筆換到三極管的另一個(gè)管腳，再測(cè)兩次；如還沒(méi)找到，則紅表筆再換一下，再測(cè)兩次。如果還如還沒(méi)找到，則紅表筆再換一下，再測(cè)兩次。如果還沒(méi)找到，則改用黑表筆放在三極管的一個(gè)管腳上，用沒(méi)找到，則改用黑表筆

13、放在三極管的一個(gè)管腳上，用紅表筆去測(cè)兩次看是否全通，若一次沒(méi)成功再換。這紅表筆去測(cè)兩次看是否全通，若一次沒(méi)成功再換。這樣最多測(cè)量樣最多測(cè)量12次，總可以找到基極。次，總可以找到基極。College of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINA(2) PN結(jié)，定管型：結(jié)，定管型： 找出三極管的基極后，我們就可以根據(jù)基極與另找出三極管的基極后，我們就可以根據(jù)基極與另外兩個(gè)電極之間外兩個(gè)電極之間PN結(jié)的方向來(lái)確定管子的導(dǎo)電類(lèi)型。結(jié)的方向來(lái)確定管子的導(dǎo)電類(lèi)型。將萬(wàn)用表的黑表筆接觸基極，紅表筆接觸另外兩個(gè)電將萬(wàn)用表的黑表筆接觸基極，紅表筆

14、接觸另外兩個(gè)電極中的任一電極，若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很大，則說(shuō)明極中的任一電極，若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很大，則說(shuō)明被測(cè)三極管為被測(cè)三極管為NPN型管；若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，型管；若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，則被測(cè)管即為則被測(cè)管即為PNP型。型。College of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINA(3) 順箭頭，偏轉(zhuǎn)大：順箭頭，偏轉(zhuǎn)大： 用測(cè)穿透電流用測(cè)穿透電流ICEO的方法確定集電極的方法確定集電極c和發(fā)射極和發(fā)射極e。 (a) 對(duì)于對(duì)于NPN型三極管，用萬(wàn)用電表的黑、紅表筆型三極管，用萬(wàn)用電表的黑、紅表筆顛倒測(cè)量?jī)蓸O間的正、反向

15、電阻顛倒測(cè)量?jī)蓸O間的正、反向電阻Rce和和Rec，雖然兩，雖然兩次測(cè)量中萬(wàn)用表指針偏轉(zhuǎn)角度都很小，但仔細(xì)觀察，次測(cè)量中萬(wàn)用表指針偏轉(zhuǎn)角度都很小，但仔細(xì)觀察，總會(huì)有一次偏轉(zhuǎn)角度稍大，此時(shí)電流的流向一定是：總會(huì)有一次偏轉(zhuǎn)角度稍大，此時(shí)電流的流向一定是：黑表筆黑表筆c極極b極極e極極紅表筆，電流流向正好與紅表筆，電流流向正好與三極管符號(hào)中的箭頭方向一致三極管符號(hào)中的箭頭方向一致(“順箭頭順箭頭”)，所以此時(shí)，所以此時(shí)黑表筆所接的一定是集電極黑表筆所接的一定是集電極c，紅表筆所接的一定是，紅表筆所接的一定是發(fā)射極發(fā)射極e。College of Physics Science & TechnologyY

16、ANGZHOU UNIVERSITYCHINA(b) 對(duì)于對(duì)于PNP型的三極管，道理也類(lèi)似于型的三極管，道理也類(lèi)似于NPN型，其電型，其電流流向一定是：黑表筆流流向一定是：黑表筆e極極b極極c極極紅表筆，其紅表筆，其電流流向也與三極管符號(hào)中的箭頭方向一致，所以此電流流向也與三極管符號(hào)中的箭頭方向一致，所以此時(shí)黑表筆所接的一定是發(fā)射極時(shí)黑表筆所接的一定是發(fā)射極e，紅表筆所接的一定是，紅表筆所接的一定是集電極集電極c。College of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINACollege of Physics Science &

17、 TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINA(4) 測(cè)不出，動(dòng)嘴巴：測(cè)不出，動(dòng)嘴巴： 在在“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的兩次測(cè)量中，用兩只的兩次測(cè)量中，用兩只手分別捏住兩表筆與管腳的結(jié)合部，用嘴巴含住手分別捏住兩表筆與管腳的結(jié)合部，用嘴巴含住(或或用舌頭抵住用舌頭抵住)基電極基電極b，仍用，仍用“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的判的判別方法即可區(qū)分開(kāi)集電極別方法即可區(qū)分開(kāi)集電極c與發(fā)射極與發(fā)射極e。其中人體起到。其中人體起到直流偏置電阻的作用，目的是使效果更加明顯。在實(shí)直流偏置電阻的作用，目的是使效果更加明顯。在實(shí)際測(cè)量過(guò)程，也可以不用嘴去接觸基電極，而用一個(gè)際測(cè)

18、量過(guò)程，也可以不用嘴去接觸基電極，而用一個(gè)手指去接觸基電極。手指去接觸基電極。College of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINA黑表筆黑表筆紅表筆紅表筆阻值阻值123214K34K312College of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINA黑表筆接黑表筆接1，紅表筆接，紅表筆接3，接觸，接觸2：100 K黑表筆接黑表筆接3，紅表筆接，紅表筆接1，接觸，接觸2：30 KCollege of Physics Science & TechnologyYA

19、NGZHOU UNIVERSITYCHINA4、三極管的命名方式：、三極管的命名方式：國(guó)產(chǎn)晶體管的命名方法：國(guó)產(chǎn)晶體管的命名方法：日本半導(dǎo)體器件的命名方法：日本半導(dǎo)體器件的命名方法：美國(guó)晶體管型號(hào)命名方法：美國(guó)晶體管型號(hào)命名方法：歐洲晶體管型號(hào)命名方法：歐洲晶體管型號(hào)命名方法：韓國(guó)三星公司：韓國(guó)三星公司：College of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINA5、三極管的參數(shù)：、三極管的參數(shù)：l集電板最大直流耗散功率集電板最大直流耗散功率(Pcm)：一般要求用：一般要求用Pcm與原管相等或較大的晶體管進(jìn)行置換。但經(jīng)過(guò)計(jì)算與原

20、管相等或較大的晶體管進(jìn)行置換。但經(jīng)過(guò)計(jì)算或測(cè)試，如果原晶體管在整機(jī)電路中實(shí)際直流耗散或測(cè)試，如果原晶體管在整機(jī)電路中實(shí)際直流耗散功率遠(yuǎn)小于其功率遠(yuǎn)小于其Pcm，則可以用，則可以用Pcm較小的晶體管置較小的晶體管置換。換。College of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINAl集電極最大允許直流電流集電極最大允許直流電流(Icm)：一般要求用：一般要求用Icm與原管相等或較大的晶體管進(jìn)行置換。與原管相等或較大的晶體管進(jìn)行置換。l擊穿電壓：用于置換的晶體管，必須能夠在整機(jī)擊穿電壓：用于置換的晶體管，必須能夠在整機(jī)中安全地承受最高工作電壓；中安全地承受最高工作電壓；College of Physics Science & TechnologyYANGZHOU UNIVERSITYCHINAl頻率特性：晶體管頻率特性參數(shù)，常用的有以下頻率特性：晶體管頻率特性參數(shù)，常用的有以下2個(gè)：個(gè)：(1)特征頻率特征頻率Ft：它是指在測(cè)試頻率足夠高時(shí)，：它是指在測(cè)試頻率足夠高時(shí)，使晶體管共發(fā)射極電流放大系數(shù)時(shí)的頻率。使晶體管