【江蘇】中職電子線路(主編陳其純 高教版)學(xué)案：第十一章 脈沖基礎(chǔ)知識(shí)和反相器03

課題：晶體管開關(guān)特性【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、 掌握三極管開關(guān)狀態(tài)的計(jì)算及反相器的工作原理【課堂探究】晶體管開關(guān)特性在脈沖電路中，二極管和三極管通常作為”使用。二極管的開關(guān)特性一、二極管的開關(guān)作用二極管的開關(guān)作用如圖11.2.1所示。正偏時(shí)相當(dāng)于開關(guān) (b)反偏時(shí)相當(dāng)于開關(guān) 圖11.2.1 二極管的開關(guān)特性IR

VVI

V，相當(dāng)于開。I反向偏置時(shí)0，VR0，相當(dāng)于開。二、二極管的開關(guān)時(shí)間二極管的開關(guān)時(shí)間如圖11.2.2所示。1．反向恢復(fù)時(shí)間t——二極管反偏時(shí)，從原來穩(wěn)定1re的 狀態(tài)轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定狀態(tài)所需的時(shí)間。例如2CK系列硅二極管 t nsre2AK系列鍺二極管 t nsre2．正向開通時(shí)間ton——二極管正偏時(shí)，從原來穩(wěn) 圖11.2.2 二極管的開關(guān)時(shí)間定的 狀態(tài)轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定狀態(tài)所需的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)證明二極管正向開通時(shí)間 反向恢復(fù)時(shí)間，通常因?yàn)樗鼘ΧO管開關(guān)速度的影響很小，可所以，二極管的開關(guān)速度主要決定。三極管的開關(guān)特性1一、三極管開關(guān)作用結(jié)論：三極管相當(dāng)于一個(gè)由基極電流控制的無觸點(diǎn)開關(guān)。截止時(shí)，相當(dāng)于開關(guān) ；等效電路：如圖11.2.）所示。飽和時(shí)，相當(dāng)于開關(guān)。等效電路：如圖所示二．飽和狀態(tài)的估算

圖11.2.3 三極管的開關(guān)作用用所示。定義 I BSI ——

I ；CSVCES

CS——。

BSV V V則 I CS

G CES GR Rc cI I CSBS 圖11.2.4 三極管的開關(guān)工作狀態(tài)判斷三極管狀態(tài)的條件若I IB BS

，飽和；B若0IB

I ，放大；BSB若I0，截止。B三、三極管三種工作狀態(tài)(見表11.2.1)表11.2.1三極管截止、放大、飽和工作狀態(tài)特點(diǎn)工作狀態(tài) 截止 放大 飽和條件 0 0

I

i ICSBB 特工 發(fā)射結(jié)和集電

發(fā)射結(jié)正偏偏置情況點(diǎn)作

均為反偏 集電結(jié)反偏 發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均正偏2集電極電流 iC0 iC

Vi I C CS Rc管壓降

CEO

CcVCEVG iRCc

且不隨iB增加而增加VCES0.3V(硅管)VCES0.1V(鍺管)很大，約為數(shù)百千ce間等效電阻 歐， 可相當(dāng)于開關(guān)斷開

很小，約為數(shù)百歐姆，相當(dāng)于開關(guān)閉合四、三極管開關(guān)時(shí)間開關(guān)時(shí)間：三極管在 狀態(tài)和 狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間(如圖11.2.5所示)。包括： on開通時(shí)間t ——從三極管輸入開通信號瞬間開始至i上升到 I 所需 onC CS時(shí)間。offCSoffCS

——從三極管輸入關(guān)閉信號瞬間開始至iC

降低

所需的時(shí)間。 圖11.2.5 三極管開關(guān)電路的波形2．減少三極管開關(guān)時(shí)間的辦法：加速電容的作用電路S如圖11.2.6所示——加速電容。S原理I B B I GB 1 2v 時(shí)視作短路可提供一個(gè)很大的向基極電流i，使V迅速進(jìn)狀態(tài)。隨著C的充電，i 逐漸減小并趨于穩(wěn)由v、、及R、R決定，此時(shí)CSI B B I GB 1 2v 時(shí)與發(fā)射極E相連，v 反向加至I I CSS發(fā)射結(jié)，由于C 的放電作用，形成很大的反向基極電S流，使V迅。 圖11.2.6 加速電容的作用可見，由于C 的存在，加快了晶體管的S 。反相器11.3.1 晶體管反相器1．電路(圖11.3.1)VGB——基極電源(可省)；V——開關(guān)三極管；，cRk RbR，cVG——集電極電源

圖11.3.1 晶體管反相器32．工作原理2．工作原理3．功能vI低電平vO高電平高電平低電平【課堂練習(xí)】1、二極管的基本特性是 。二極管正向?qū)〞r(shí)，相當(dāng)于開關(guān) ；二極管向截止時(shí)，相當(dāng)于開關(guān) 。2二極管的反向恢復(fù)時(shí)間是指從二極管加 的瞬間開始到反向電流下降到最反向電流的十分之一所需要的時(shí)間。3晶體管截止工作狀態(tài)的條件是 此時(shí)輸出電壓 相當(dāng)于開關(guān)的 。4、晶體管飽和工作狀態(tài)的條件是 ，其數(shù)學(xué)表達(dá)為 ，相當(dāng)于開關(guān)的 。5、反相器是指 。6、用萬用表測得電子線路中晶體管的VCE≈0伏，則該管處于截止工作狀態(tài)（）CC7、用萬用表測得電子線路中晶體管的VCE≈+V ，則該管處于（ ）CCA、放大工作狀態(tài) B、飽和工作狀態(tài) C、截止工作狀態(tài) D、短路狀8、圖1中，晶體管的工作情況是（）A、晶體管處于放大工作狀態(tài) B、晶體管處于截止工作狀態(tài)C、晶體管處于飽和工作狀態(tài) D、因VCC值較大，將晶體管發(fā)射結(jié)擊穿iO9、在圖2所示電路中，已知輸入電壓V=14sinaωt伏，E=5伏；并假設(shè)二極管是理想的則輸出電壓V 的波形是（ ）iOA、梯形波 B、矩形波 C、鋸齒波 D、尖峰波10圖3所示電路為某一放大電路的直流通路測出A點(diǎn)電位值為2.1伏分析硅晶體管工作情況（ ）A、硅晶體管已短路 B、硅晶體管處于飽和狀態(tài)C、硅晶體管處于放大狀態(tài) D、硅晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)所示電路中，設(shè)二極管V為理想元件，電阻R值極大，輸入信號Vi的波形如O（b）所示，試畫出該電路的輸出信號V 的波形，并分析其工作過程。O412、如圖所示，根據(jù)輸入波形