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三极管的基础知识详解

三极管的基础知识详解
三极管的基础知识详解

大学时,老师就告诉模电重要,确实重要,可是如何学好模电那,我觉得三极管很重要,三极管学会了,再不深究的情况下,mos管我们也能运用自如。

我们不要想着去学,要想着去用,为什么要学三极管,是因为我们设计电路时要去用三极管我一直在想一个软件工程师和一个硬件工程师对电路的理解差别是什么。那就是软件工程师只在意电压,我们会经常发现嵌入式软件工程师会总说多少伏多少伏的。而一个硬件工程师我们要理解功率,也就是要多出了一个电流的概念。因为涉及电路就要涉及功率了,也就是电压和电流的综合考虑!打个比方用一个极其细的导向去导通大功率的电流。此时导线发热设置烧焦,这时我们硬件工程师就该明白功率过大,导线不行。

下面我把网上找的以及个人的总结对三极管的理解发上来。

大家在看时发现哪里有纰漏要及时告诉我,以免误人子弟!

下面是我个人总结:

三极管理论知识不是很容易理解,在大学里学习的时候总是不理解,等到工作后实际应用到了三极管还是不理解,于是重新翻开模拟电子线路这本书又上网搜索了很多相关知识,终于有了一点理解,在这里与大家分享。

首先,需要看几遍模电书,大致上要了解些二极管,三极管的知识。

1、三极管的形象解释:(来自网上)

对三极管放大作用的理解,切记一点:能量不会无缘无故的产生,所以,三极管一定不会产生能量。

但三极管厉害的地方在于:它可以通过小电流去控制大电流。

放大的原理就在于:通过小的交流输入,控制大的静态直流。

假设三极管是个大坝,这个大坝奇怪的地方是,有两个阀门,一个大阀门,一个小阀门。小阀门可以用人力打开,大阀门很重,人力是打不开的,只能通过小阀门的水力打开。

所以,平常的工作流程便是,每当放水的时候,人们就打开小阀门,很小的水流涓涓流出,这涓涓细流冲击大阀门的开关,大阀门随之打开,汹涌的江水滔滔流下。

如果不停地改变小阀门开启的大小,那么大阀门也相应地不停改变,假若能严格地按比例改变,那么,完美的控制就完成了。

在这里,Ube就是小水流,Uce就是大水流,人就是输入信号。当然,如果把水流比为电流的话,会更确切,因为三极管毕竟是一个电流控制元件。

如果某一天,天气很旱,江水没有了,也就是大的水流那边是空的。管理员这时候打开了小阀门,尽管小阀门还是一如既往地冲击大阀门,并使之开启,但因为没有水流的存在,所以,并没有水流出来。这就是三极管中的截止区。

饱和区是一样的,因为此时江水达到了很大很大的程度,管理员开的阀门大小已经没用了。如果不开阀门江水就自己冲开了,这就是二极管二极管的击穿。

在模拟电路中,一般阀门是半开的,通过控制其开启大小来决定输出水流的大小。没有信号的时候,水流也会流,所以,不工作的时候,也会有功耗。

而在数字电路中,阀门则处于开或是关两个状态。当不工作的时候,阀门是完全关闭的,没有功耗。

2.三极管知识的讲解-新解:(来自网上)

随着科学技的发展,电子技术的应用几乎渗透到了人们生产生活的方方面面。晶体三极管作为电子技术中一个最为基本的常用器件,其原理对于学习电子技术的人自然应该是一个重点。三极管原理的关键是要说明以下三点:

1、集电结为何会发生反偏导通并产生Ic,这看起来与二极管原理强调的PN结单向导电性

相矛盾。

2、放大状态下集电极电流Ic为什么会只受控于电流Ib而与电压无关;即:Ic与Ib之间为什么存在着一个固定的放大倍数关系。虽然基区较薄,但只要Ib为零,则Ic即为零。

3、饱和状态下,Vc电位很弱的情况下,仍然会有反向大电流Ic的产生。

很多教科书对于这部分内容,在讲解方法上处理得并不适当。特别是针对初、中级学者的普及性教科书,大多采用了回避的方法,只给出结论却不讲原因。即使专业性很强的教科书,采用的讲解方法大多也存在有很值得商榷的问题。这些问题集中表现在讲解方法的切入角度不恰当,使讲解内容前后矛盾,甚至造成讲还不如不讲的效果,使初学者看后容易产生一头雾水的感觉。笔者根据多年的总结思考与教学实践,对于这部分内容摸索出了一个适合于自己教学的新讲解方法,并通过具体的教学实践收到了一定效果。虽然新的讲解方法肯定会有所欠缺,但本人还是怀着与同行共同探讨的愿望不揣冒昧把它写出来,以期能通过同行朋友的批评指正来加以完善。

一、传统讲法及问题:

传统讲法一般分三步,以NPN型为例(以下所有讨论皆以NPN型硅管为例),如示意图A。

1.发射区向基区注入电子;

2.电子在基区的扩散与复合;

3.集电区收集由基区扩散过来的电子。”(注1)

问题1:这种讲解方法在第3步中,讲解集电极电流Ic的形成原因时,不是着重地从载流子的性质方面说明集电结的反偏导通,从而产生了Ic,而是不恰当地侧重强调了Vc的高电位作用,同时又强调基区的薄。这种强调很容易使人产生误解。以为只要Vc足够大基区足够薄,集电结就可以反向导通,PN结的单向导电性就会失效。其实这正好与三极管的电流放大原理相矛盾。三极管的电流放大原理恰恰要求在放大状态下Ic与Vc在数量上必须无关,Ic只能受控于Ib。

问题2:不能很好地说明三极管的饱和状态。当三极管工作在饱和区时,Vc的值很小甚至还会低于Vb,此时仍然出现了很大的反向饱和电流Ic,也就是说在Vc很小时,集电结仍然会出现反向导通的现象。这很明显地与强调Vc的高电位作用相矛盾。

问题3:传统讲法第2步过于强调基区的薄,还容易给人造成这样的误解,以为是基区的足够薄在支承三极管集电结的反向导通,只要基区足够薄,集电结就可能会失去PN结的单向导电特性。这显然与人们利用三极管内部两个PN结的单向导电性,来判断管脚名称的经验相矛盾。既使基区很薄,人们判断管脚名称时,也并没有发现因为基区的薄而导致PN结单向导电性失效的情况。基区很薄,但两个PN结的单向导电特性仍然完好无损,这才使得人们有了判断三极管管脚名称的办法和根据。

问题4:在第2步讲解为什么Ic会受Ib控制,并且Ic与Ib之间为什么会存在着一个固定的比例关系时,不能形象加以说明。只是从工艺上强调基区的薄与掺杂度低,不能从根本上说明电流放大倍数为什么会保持不变。

问题5:割裂二极管与三极管在原理上的自然联系,不能实现内容上的自然过渡。甚至使人产生矛盾观念,二极管原理强调PN结单向导电反向截止,而三极管原理则又要求PN结能够反向导通。同时,也不能体现晶体三极管与电子三极管之间在电流放大原理上的历史联系。

二、新讲解方法:

1、切入点:

要想很自然地说明问题,就要选择恰当地切入点。讲三极管的原理我们从二极管的原理入手讲起。二极管的结构与原理都很简单,内部一个PN结具有单向导电性,如示意图B。很明显图示二极管处于反偏状态,PN结截止。我们要特别注意这里的截止状态,实际上PN结截止时,总是会有很小的漏电流存在,也就是说PN结总是存在着反向关不断的现象,PN结的

单向导电性并不是百分之百。

为什么会出现这种现象呢?这主要是因为P区除了因“掺杂”而产生的多数载流子“空穴”之外,还总是会有极少数的本征载流子“电子”出现。N区也是一样,除了多数载流子电子之外,也会有极少数的载流子空穴存在。PN结反偏时,能够正向导电的多数载流子被拉向电源,使PN结变厚,多数载流子不能再通过PN结承担起载流导电的功能。所以,此时漏电流的形成主要靠的是少数载流子,是少数载流子在起导电作用。反偏时,少数载流子在电源的作用下能够很容易地反向穿过PN结形成漏电流。漏电流只所以很小,是因为少数载流子的数量太少。很明显,此时漏电流的大小主要取决于少数载流子的数量。如果要想人为地增加漏电流,只要想办法增加反偏时少数载流子的数量即可。所以,如图B,如果能够在P区或N区人为地增加少数载流子的数量,很自然的漏电流就会人为地增加。其实,光敏二极管的原理就是如此。光敏二极管与普通光敏二极管一样,它的PN结具有单向导电性。因此,光敏二极管工作时应加上反向电压,如图所示。当无光照时,电路中也有很小的反向饱和漏电流,一般为1×10-8 —1×10 -9A(称为暗电流),此时相当于光敏二极管截止;当有光照射时,PN结附近受光子的轰击,半导体内被束缚的价电子吸收光子能量而被击发产生电子—空穴对,这些载流子的数目,对于多数载流子影响不大,但对P区和N区的少数载流子来说,则会使少数载流子的浓度大大提高,在反向电压作用下,反向饱和漏电流大大增加,形成光电流,该光电流随入射光强度的变化而相应变化。光电流通过负载RL时,在电阻两端将得到随人射光变化的电压信号。光敏二极管就是这样完成电功能转换的。

光敏二极管工作在反偏状态,因为光照可以增加少数载流子的数量,因而光照就会导致反向漏电流的改变,人们就是利用这样的道理制作出了光敏二极管。既然此时漏电流的增加是人为的,那么漏电流的增加部分也就很容易能够实现人为地控制。

2、强调一个结论:

讲到这里,一定要重点地说明PN结正、反偏时,多数载流子和少数载流子所充当的角色及其性质。正偏时是多数载流子载流导电,反偏时是少数载流子载流导电。所以,正偏电流大,反偏电流小,PN结显示出单向电性。特别是要重点说明,反偏时少数载流子反向通过PN结是很容易的,甚至比正偏时多数载流子正向通过PN结还要容易。为什么呢?大家知道PN 结内部存在有一个因多数载流子相互扩散而产生的内电场,而内电场的作用方向总是阻碍多数载流子的正向通过,所以,多数载流子正向通过PN结时就需要克服内电场的作用,需要约0.7伏的外加电压,这是PN结正向导通的门电压。而反偏时,内电场在电源作用下会被加强也就是PN结加厚,少数载流子反向通过PN结时,内电场作用方向和少数载流子通过PN结的方向一致,也就是说此时的内电场对于少数载流子的反向通过不仅不会有阻碍作用,甚至还会有帮助作用。这就导致了以上我们所说的结论:反偏时少数载流子反向通过PN结是很容易的,甚至比正偏时多数载流子正向通过PN结还要容易。这个结论可以很好解释前面提到的“问题2”,也就是教材后续内容要讲到的三极管的饱和状态。三极管在饱和状态下,集电极电位很低甚至会接近或稍低于基极电位,集电结处于零偏置,但仍然会有较大的集电结的反向电流Ic产生。

3、自然过渡:

继续讨论图B,PN结的反偏状态。利用光照控制少数载流子的产生数量就可以实现人为地控制漏电流的大小。既然如此,人们自然也会想到能否把控制的方法改变一下,不用光照而是用电注入的方法来增加N区或者是P区少数载流子的数量,从而实现对PN结的漏电流的控制。也就是不用“光”的方法,而是用“电”的方法来实现对电流的控制(注2)。接下来重点讨论P区,P区的少数载流子是电子,要想用电注入的方法向P区注入电子,最好的方

法就是如图C所示,在P区下面再用特殊工艺加一块N型半导体(注3)。

图C所示其实就是NPN型晶体三极管的雏形,其相应各部分的名称以及功能与三极管完全相同。为方便讨论,以下我们对图C中所示的各个部分的名称直接采用与三极管相应的名称(如“发射结”,“集电极”等)。再看示意图C,图中最下面的发射区N型半导体内电子作为多数载流子大量存在,而且,如图C中所示,要将发射区的电子注入或者说是发射到P区(基区)是很容易的,只要使发射结正偏即可。具体说就是在基极与发射极之间加上一个足够的正向的门电压(约为0.7伏)就可以了。在外加门电压作用下,发射区的电子就会很容易地被发射注入到基区,这样就实现对基区少数载流子“电子”在数量上的改变。

4、集电极电流Ic的形成:

如图C,发射结加上正偏电压导通后,在外加电压的作用下,发射区的多数载流子——电子就会很容易地被大量发射进入基区。这些载流子一旦进入基区,它们在基区(P区)的性质仍然属于少数载流子的性质。如前所述,少数载流子很容易反向穿过处于反偏状态的PN结,所以,这些载流子——电子就会很容易向上穿过处于反偏状态的集电结到达集电区形成集电极电流Ic。由此可见,集电极电流的形成并不是一定要靠集电极的高电位。集电极电流的大小更主要的要取决于发射区载流子对基区的发射与注入,取决于这种发射与注入的程度。这种载流子的发射注入程度及乎与集电极电位的高低没有什么关系。这正好能自然地说明,为什么三极管在放大状态下,集电极电流Ic与集电极电位Vc的大小无关的原因。放大状态下Ic并不受控于Vc,Vc的作用主要是维持集电结的反偏状态,以此来满足三极管放大态下所需要外部电路条件。

对于Ic还可以做如下结论:Ic的本质是“少子”电流,是通过电子注入而实现的人为可控的集电结“漏”电流,因此它就可以很容易地反向通过集电结。

5、Ic与Ib的关系:

很明显,对于三极管的内部电路来说,图C与图D是完全等效的。图D就是教科书上常用的三极管电流放大原理示意图。

看图D,接着上面的讨论,集电极电流Ic与集电极电位Vc的大小无关,主要取决于发射区载流子对基区的发射注入程度。

通过上面的讨论,现在已经明白,三极管在电流放大状态下,内部的主要电流就是由载流子电子由发射区经基区再到集电区贯穿三极管所形成。也就是贯穿三极管的电流Ic主要是电子流。这种贯穿的电子流与历史上的电子三极管非常类似。如图E,图E就是电子三极管的原理示意图。电子三极管的电流放大原理因为其结构的直观形象,可以很自然得到解释。

如图E所示,很容易理解,电子三极管Ib与Ic之间的固定比例关系,主要取决于电子管栅极(基极)的构造。当外部电路条件满足时,电子三极管工作在放大状态。在放大状态下,穿过管子的电流主要是由发射极经栅极再到集电极的电子流。电子流在穿越栅极时,很显然栅极会对其进行截流,截流时就存在着一个截流比问题。截流比的大小,则主要与栅极的疏密度有关,如果栅极做的密,它的等效截流面积就大,截流比例自然就大,拦截下来的电子流就多。反之截流比小,拦截下来的电子流就少。栅极拦截下来的电子流其实就是电流Ib,其余的穿过栅极到达集电极的电子流就是Ic。从图中可以看出,只要栅极的结构尺寸确定,那么截流比例就确定,也就是Ic与Ib的比值确定。所以,只要管子的内部结构确定,的值就确定,这个比值就固定不变。由此可知,电流放大倍数的β值主要与栅极的疏密度有关。栅极越密则截流比例越大,相应的β值越低,栅极越疏则截流比例越小,相应的β值越高。其实晶体三极管的电流放大关系与电子三极管类似。晶体三极管的基极就相当于电子三极管

的栅极,基区就相当于栅网,只不过晶体管的这个栅网是动态的是不可见的。放大状态下,贯穿整个管子的电子流在通过基区时,基区与电子管的栅网作用相类似,会对电子流进行截流。如果基区做得薄,掺杂度低,基区的空穴数就会少,那么空穴对电子的截流量就小,这就相当于电子管的栅网比较疏一样。反之截流量就会大。很明显只要晶体管三极管的内部结构确定,这个截流比也就确定。所以,为了获大较大的电流放大倍数,使β值足够高,在制作三极管时往往要把基区做得很薄,而且其掺杂度也要控制得很低。

与电子管不同的是,晶体管的截流主要是靠分布在基区的带正电的“空穴”对贯穿的电子流中带负电的“电子”中和来实现。所以,截流的效果主要取决于基区空穴的数量。而且,这个过程是个动态过程,“空穴”不断地与“电子”中和,同时“空穴”又不断地会在外部电源作用下得到补充。在这个动态过程中,空穴的等效总数量是不变的。基区空穴的总数量主要取决于掺“杂”度以及基区的厚薄,只要晶体管结构确定,基区空穴的总定额就确定,其相应的动态总量就确定。这样,截流比就确定,晶体管的电流放大倍数的值就是定值。这就是为什么放大状态下,三极管的电流Ic与Ib之间会有一个固定的比例关系的原因。

6、对于截止状态的解释:

比例关系说明,放大状态下电流Ic按一个固定的比例受控于电流Ib,这个固定的控制比例主要取决于晶体管的内部结构。

对于Ib等于0的截止状态,问题更为简单。当Ib等于0时,说明外部电压Ube太小,没有达到发射结的门电压值,发射区没有载流子“电子”向基区的发射注入,所以,此时既不会有电流Ib,也更不可能有电流Ic。另外,从纯数学的电流放大公式更容易推出结论,Ic=βIb,Ib为0,很显然Ic也为0。

三、新讲法需要注意的问题:

以上,我们用了一种新的切入角度,对三极管的原理在讲解方法上进行了探讨。特别是对晶体三极管放大状态下,集电结为什么会反向导电形成集电极电流做了重点讨论,同时,对三极管的电流放大倍数为什么是定值也做了深入分析。这种讲解方法的关键,在于强调二极管与三极管在原理上的联系。其实,从二极管PN的反向截止特性曲线上很容易看出,只要将这个特性曲线转过180度,如图F所示,它的情形与三极管的输出特性非常相似,三极管输出特性如图G所示。这说明了二极管与三极管在原理上存在着很必然的联系。所以,在讲解方法上选择这样的切入点,从PN结的偏状态入手讲三极管,就显得非常合适。而且,这样的讲解会使问题变得浅显易懂生动形象,前后内容之间自然和谐顺理成章。

这种讲法的不足点在于,从PN结的漏电流入手讲起,容易造成本征漏电流与放大电流在概念上的混肴。所以,在后面讲解晶体管输入输出特性曲线时,应该注意强调说明本征载流子与掺杂载流子的性质区别。本征载流子对电流放大没有贡献,本征载流子的电流对晶体管的特性影响往往是负面的,是需要克服的。晶体管电流放大作用主要靠掺杂载流子来实现。要注意在概念上进行区别。另外,还要注意说明,从本质上晶体内部有关载流子的问题其实并不简单,它涉及到晶体的能级分析能带结构,以及载流子移动的势垒分析等。所以,并不是随便找一种或两种具有载流子的导体或半导体就可以制成PN结,就可以制成晶体管,晶体管实际的制造工艺也并不是如此简单。这样的讲解方法主要是在不违反物理原则的前提下,试图把问题尽量地简化,尽量做到浅显易懂,以便于理解与接受。这才是这种讲解方法的主要意义所在。

注1:见《电子技术基础》第33至35面,华中工学院出版,康华光主编,第三版,模拟部分。

注2:光照增加的是本征载流子,而后面讲的电注入增加的是掺杂载流子,本征载流子是成对出现,是电子空穴对,正负对应。这与掺杂载流子是有区别的。

注3:此处涉及到三极管的制造工艺,以及半导体材料有关载流子的能级问题。能级结构不同的晶体材料,相互之间载流子的注入及移动会很复杂,也不容易实现。所以,晶体管的整体一般都用相同的半电体物质构成。要么是硅管,要么是锗管,很少有一部分是硅而另一部分是锗的情况。

3.三极管做开关管:(来自网上)

开关只有两种状态通和断,三极管和场效应管工作有三种状态,1、截止,2、线性放大,3、饱和(基极电流继续增加而集电极电流不再增加)。使晶体管只工作在1和3状态的电路称之为开关电路,一般以晶体管截止,集电极不吸收电流表示关;以晶体管饱和,发射极和集电极之间的电压差接近于0V时表示开。开关电路用于数字电路时,输出电位接近0V时表示0,输出电位接近电源电压时表示1。所以数字集成电路内部的晶体管都工作在开关状态。晶体管饱和的条件, V(工作电压) / Rc(负载电阻阻值) = Ic, Ic / β < Ib .

晶体管截止的条件, Ic≈ 0 ; Ib ≤ 0 (基极不能悬浮至少有电阻接地,必要时可用反偏置)

N沟道场效应管NFET,DS间加正向电压,GS极间加电压Vgs,例如Vgs-Vdson=5v,则NFET 导通,等效于三极管的饱和导通状态。

详解经典三极管基本放大电路

详解经典三极管基本放大电路 三极管是电流放大器件,有三个极,分别叫做集电极C,基极B,发射极E。分成NPN和PNP 两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。 图1:三极管基本放大电路 下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示,我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百)。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib的变化被放大后,导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式U=R*I 可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。 三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取0.7V)。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时,基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小,如果不加偏置的话,这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时,基极电流都是0)。如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流,上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的,所以它被叫做基极偏置电阻),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时,小信号就会导致基极电流的变化,而基极电流的变化,就会被放大并在集电极上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求,如果没有加偏置,那么只有对那些增加的信号放大,而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0,不能再减小了)。而加上偏置,事先让集电极有一定的电流,当输入的基极电流变小时,集电极电流就可以减小;当输入的基极电流增大时,集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。 下面说说三极管的饱和情况。像上面那样的图,因为受到电阻Rc的限制(Rc是固定值,那么最大电流为U/Rc,其中U为电源电压),集电极电流是不能无限增加下去的。当基极电流的增大,不能使集电极电流继续增大时,三极管就进入了饱和状态。一般判断三极管是否饱和的准则是:Ib*β〉Ic。进入饱和状态之后,三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小,可以理解为一个开关闭合了。这样我们就可以拿三极管来当作开关使用:当基极电流为0时,三极管集电极电流为0(这叫做三极管截止),相当于开关断开;当基极电流很大,以至于三极管饱和时,相当于开关闭合。如果三极管主要工作在截止和饱和状态,那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。 如果我们在上面这个图中,将电阻Rc换成一个灯泡,那么当基极电流为0时,集电极电流为0,灯泡灭。如果基极电流比较大时(大于流过灯泡的电流除以三极管的放大倍数β),三极管就饱和,相当于开关闭合,灯泡就亮了。由于控制电流只需要比灯泡电流的β分之一大一点就行了,所以就可以用一个小电流来控制一个大电流的通断。如果基极电流从0慢慢增加,那么灯泡的亮度也会随着增加(在三极管未饱和之前)。

常用电阻二极管三极管参数资料

常用电阻、二极管、三极管参数资料 1.固定电阻器的主要参数 固定电阻器的主要参数是标称阻值、允许误差和额定功率。 (1)标称阻值和允许误差 电阻器上标志的阻值叫标称值,而实际值与标称值的偏差,除以标称值所得的百分数叫电阻的误差,它反映了电阻器的精度。不同的精度有一个相应的误差,表1列出了常用电阻器的允许误差等级(精度等级)。 表1 常用电阻器允许误差的等级 目前固定电阻器大都为I级或II级普通电阻,而且III级很少,能满足一般应用的要求,02、01、005级的精密电阻器,一般用于测量仪器,仪表及特殊设备电路中。 国家有关部门规定了阻值系列作产品的标准,表2是普通电阻器系列表。表中的标称值可以乘以10n,例如,4.7这个标称值,就有0.47Ω、4.7Ω、47Ω、470Ω、4.7KΩ……。选择阻值时必须在相应等级的系列表中进行。 表2 电阻器系列及允许误差 (2)电阻器的额定功率 电阻器长时间工作允许所加的最大功率叫额定功率。电阻器的额定功率,通常有1/8、1/4、1/2、1、2、3、5、10瓦等。表示电阻器额定功率的通用符号见图1。大于1W的则用阿拉伯数字表示。 2.固定电阻器的主要参数的标志方法 (1)电阻器的额定功率、阻值及允许误差一般都标在电阻器上。额定功率较大的电阻器,一般都将额定功率直接印在电阻器上。额定功率较小的电阻器,可以从它的几何尺寸和表面面积上看出,一般0.125 w、0.25w电阻器的直径约2.5毫米,长约7-8毫米;0.5W电阻器的直径约4.5毫米,长约10-12毫米。 (2)电阻值及允许误差有三种表示法,即直标法、文字符号法和色标法。直标法是阻值和允许误差直接标明,如2KΩ±5%;文字符号法是阻值用数字与符号组合在一起表示,组合规律如下:文字符号Ω、K、M前面的数字表示整数阻值,文字符号Ω、K、M后面的数字表示小数点后面的小数阻值。允许误差用符号、J=±5%、K=±10%、M=±20%。例如5Ω1J表示5.1Ω±5%。这种表示法可避免因小数点脱

极管三极管基础概念练习题

第一章二极管及其应用 二极管 1、自然界中的物质,按照导电能力的不同,可分为_______、_______和______。 2、半导体的导电性能:_______________,常用的半导体材料有_____、_____。 3、半导体的导电性能:________、_______、________。 4、本征半导体:_____________半导体。 本征半导体硅或锗---__价磷元素----N型半导体(多数载流子为带__电的______) ---__价硼元素----P型半导体(多数载流子为带__电的_____) 5、二极管的材料和极性: 举例:2CZ______________________ 2AP______________________ 2BU______________________ 2DW_____________________ 6、二极管:将P型半导体和N型半导体结合在一起,在结合处形成一个特殊的薄层,即_______,一个_______可以制作一只二极管。 7、二极管的图形符号和文字符号:________________(标出正负极)。 8、二极管的重要特性:_____________ 即:_______________________________________。 9、二极管的伏安特性:表示二极管两端的____和流过二极管的____之间的关系。 伏安特性曲线:表示二极管两端的电压和流过二极管的电流变化的关系曲线。 二极管的伏安特性包括:__________和_________。 (2)正向特性:二极管加正向电压(正极接____电位,负极接____电位),超过________时,二极管开始_________。

三极管理论基础知识部分教学设计

识别晶体三极管(理实一体)---理论基础知识部分教学设计

三极管类型、三极管的三种工作状态及其条件 教学方法 情境引入法、启发式提问讲授法 教学准备 备学生、备课、备教材、备器材(万用表、三极管) 多媒体以及多媒体课件 课时分配 1课时 授课班级 12级汽修1、2、3、7班 授课时间 2013年5月 板书设计 教学任务内容及过程 【理论讲授】 一、情景导入(5分钟): 图1 扩音器结构示意图 如图1所示扩音器:话筒是将声音信号转换为电信号,经放大电路放大后,变成大功率的电 晶体三极管 结构 类型 材料 特点 工作状态 (及条件) 三个电极基极b 、集电极c 、发射极e 2个PN 结:集电结、发射结,3个区:基区接b 极、集 电区接c 极、发射区接e 极。(绘图讲解) 1、按结构分PNP 、NPN 型; 2、按功率分大、中、小型; 3、按频率分低、中、高频;4按材料分硅、锗型等 三极管材料:硅、锗材料(加入微量杂质P 、Be 元素) 1、放大状态(Vc>Vb>Ve ); 2、截止状态(Ve>Vb,Vc>Vb ); 3、饱和导通状态,(Uce 近似为0v )。

本次任务学习三极管的结构、类型及分类方法。 二、讲授新课内容(25分钟): 半导体三极管也称晶体三极管,是汽车电子点火系统等电工电子电路中最重要的电子元器件之一。它主要的功能是电流放大和开关作用,配合其他元器件还可以构成振荡电路。 1、三极管外形,如图2所示。 特点:有三个电极,故称三极管。 2、三极管内部结构: 在一块极薄的硅或锗材料的半导体基片上,经过特殊的工艺加工,制造出两个PN结,这两块PN结将整个半导体基片分为3个区域:集电区,基区和发射区。如图3所示。 其中:基区相对很薄,集电区面积很大,发射区载流子的掺杂浓度很高。对应着三个区分别引出三个电极;即:基极,集电极和发射极。分别用英文字母b,c和e来表示,也可以用大写字母表示基极B、发射极C、集电极E。 三极管是由两个PN结组成的。我们把基极和发射极之间的PN结称作发射结,基极和集电极之间的PN结称作集电结。 NPN型符号 NPN结构简图 PNP符号 PNP结构简图 图4 三极管符号、结构简图 图3 三极管的结构图 图 2 三极管外形

二极管,三极管部分习题集

模拟电子技术部分习题及答案 ——直流稳压电源项目 一、二极管与三极管的基础知识 二极管习题 一、熟悉概念与规律 1.半导体 2.P型半导体 3.N型半导体 4.PN结 5.单向导电性 6.整流二极管 7.稳压二极管 8.发光二极管 9.开关特性 10.三极管 11.三极管的饱合特性 12.三极管的截止特性 13.三极管的放大特性 二、理解与计算题 1.当温度升高时,二极管的正向压降_ 变小,反向击穿电压变小。 2.硅稳压二极管并联型稳压电路中,硅稳压二极管必须与限流电阻串联,此限流电阻的作用是(C——调压限流)。 A、提供偏流 B、仅限流电流 C、兼有限流和调压两个作用 3. 有两个2CW15 稳压管,一个稳压值是8V,另一个稳压值是7.5V,若把两管的正极 并接,再将负极并接,组合成一个稳压管接入电路,这时组合管的稳压值是(B—— 7.5V)。 8V;B、7.5V;C、15.5V 4.稳压管DW稳压值为5.3V,二极管VD正向压降0.7V,当VI 为12V时,DW和VD 是否导通,V0 为多少?R电阻的作用。

答:DW和VD 不导通,V0 为5.3V,R电阻的作用是分压限流。 5.下图中D1-D3为理想二极管,A,B,C灯都相同,试问哪个灯最亮?() 6.在图所示的电路中,当电源V=5V 时,测得I=1mA。若把电源电压调整到V=10V,则电流的大小将_____。 A.I=2mA B.I<2mA C.I>2mA 7.图所示电路,设Ui=sinωt(V),V=2V,二极管具有理想特性,则输出电压Uo 的波形应为图示_______图。 8.图所示的电路中,Dz1 和Dz2 为稳压二极管,其稳定工作电压分别为6V 和7V,且具有理想的特性。由此可知输出电压Uo 为_______。 9.二极管最主要的特性是____________,它的两个主要参数是反映正向特性的 ____________和反映反向特性的____________。 10.图所示是一个输出6V 正电压的稳压电路,试指出图中有哪些错误,并在图上加以改正。

三极管基础知识练习.doc

晶体三极管与单级低频小信号放大器 章节练习(2015.6) 一、判断题(对的打“√”,错的打“×” ) 1、为使三极管处于放大工作状态,其发射结应加反向电压,集电结应加正向电压;( ) 2、无论是哪种三极管,当处于放大工作状态时,b 极电位总是高于e 极电位,c 极电位也总是高于b 极电位;( ) 3、三极管的发射区和集电区是由同一种类半导体(N 型或P 型)构成的,所以e 极和c 极可以互换使用;( ) 4、三极管的穿透电流I CEO 的大小不随温度而变化;( ) 5、三极管的电流放大系数β随温度的变化而变化,温度升高,β减小;( ) 6、对于NPN 型三极管,当V BE ﹥0时,V BE ﹥V CE ,则该管的工作状态是饱和状态;( ) 7、已知某三极管的发射极电流I E =1.36mA ,集电极电流I C =1.33mA ,则基极电流I B =30μA ;( ) 8、某三极管的I B =10μA 时,I C =0.44mA ;当I B =20μA 时,I C =0.89mA ,则它的电流放大系数β=45; 9、三极管无论工作在何种工作状态,电流I E =I B +I C =(1+β)I B 总是成立;( ) 10、由于三极管的核心是两个互相联系的PN 结,因此可以用两个背靠背连接的二极管替换;( ) 11、三极管是一种电流控制器件;( ) 12、同一只三极管的β和β数值上很接近,在应用时可相互代替;( ) 13、共发射极放大器的输出电压信号和输入电压信号反相;( ) 14、交流放大电路之所以能实现小信号放大,是由于三极管提供了较大的输出信号能量;( ) 15、放大器的静态工作点一经设定后,不会受外界因素的影响;( ) 16、在单管放大电路中,若V G 不变,只要改变集电极电阻R C 的值就可改变集电极电流I C 的值;( ) 17、三极管放大电路工作时,电路中同时存在直流分量和交流分量,直流分量用来表示静态工作点,交流分量用来表示信号的变化情况;( ) 二、选择题 1、万用表测得一PNP 型三极管三极电位分别有V C =3.3V ,V E =3V ,V B =3.7V ,则该管工作在( ) A .饱和区 B .截止区 C .放大区 D .击穿区 2、测得某三极管三个极在放大电路中的对地电压分别为6V 、4V 、3.3V , 则该三极管是( ) A .硅材料的NPN 管 B .硅材料的PNP 管 C .锗材料的NPN 管 D .锗材料的PNP 管 3、三极管放大器设置合适的静态工作点,以保证放大信号时,三极管( ) A .发射结为反向偏置 B .集电结为正向偏置 C .始终工作在放大区 4、在共发射极单管低频电压放大电路中,输出电压可表示为( ) A .0c c v i R = B .0c c v i R =- C .0c c v I R = D .0c c v I R =-

常用二极管三极管参数

9月28日 常用二极管参数 整流二极管主要参数 50V 100V 200V 300V 400V 500V 600V 800V 1000V 1A 1N4001 1N4002 1N4003 1N4004 1N4005 1N4006 1N4007 1.5A 1N5391 1N5392 1N5393 1N5394 1N5395 1N5396 1N5397 1N5398 1N5399 2A PS200 PS201 PS202 PS204 PS206 PS208 PS209 3A 1N5400 1N5401 1N5402 1N5404 1N5405 1N5406 1N5407 1N5408 1N5409 稳压二极管主要参数 型号最大功耗(mW) 稳定电压(V) 电流(mA) 代换型号 国产稳压管日立稳压管 最小值最大值新型号旧型号 HZ4B2 500 3.8 4 5 2CW102 2CW21 4B2 HZ4C1 500 4 4.2 5 2CW102 2CW21 4C1 HZ6 500 5.5 5.8 5 2CW103 2CW21A 6B1 HZ6A 500 5.2 5.7 5 2CW103 2CW21A HZ6C3 500 6 6.4 5 2CW104 2CW21B 6C3 HZ7 500 6.9 7.2 5 2CW105 2CW21C HZ7A 500 6.3 6.9 5 2CW105 2CW21C HZ7B 500 6.7 7.3 5 2CW105 2CW21C HZ9A 500 7.7 8.5 5 2CW106 2CW21D HZ9CTA 500 8.9 9.7 5 2CW107 2CW21E HZ11 500 9.5 11.9 5 2CW109 2CW21G HZ12 500 11.6 14.3 5 2CW111 2CW21H HZ12B 500 12.4 13.4 5 2CW111 2CW21H HZ12B2 500 12.6 13.1 5 2CW111 2CW21H 12B2 HZ18Y 500 16.5 18.5 5 2CW113 2CW21J HZ20-1 500 18.86 19.44 2 2CW114 2CW21K HZ27 500 27.2 28.6 2 2CW117 2CW21L 27-3 HZT33-02 400 31 33.5 5 2CW119 2CW21M RD2.0E(B) 500 1.88 2.12 20 2CW100 2CW21P 2B1 RD2.7E 400 2.5 2.93 20 2CW101 2CW21S RD3.9EL1 500 3.7 4 20 2CW102 2CW21 4B2 RD5.6EN1 500 5.2 5.5 20 2CW103 2CW21A 6A1 RD5.6EN3 500 5.6 5.9 20 2CW104 2CW21B 6B2 RD5.6EL2 500 5.5 5.7 20 2CW103 2CW21A 6B1 RD6.2E(B) 500 5.88 6.6 20 2CW104 2CW21B RD7.5E(B) 500 7 7.9 20 2CW105 2CW21C RD10EN3 500 9.7 10 20 2CW108 2CW21F 11A2 RD11E(B) 500 10.1 11.8 15 2CW109 2CW21G RD12E 500 11.74 12.35 10 2CW110 2CW21H 12A1 RD12F 1000 11.19 11.77 20 2CW109 2CW21G RD13EN1 500 12 12.7 10 2CW110 2CW21H 12A3 RD15EL2 500 13.8 14.6 15 2CW112 2CW21J 12C3

三极管的基本知识讲解复习课程

三极管的基本知识讲解 三极管的初步认识 三极管是一种很常用的控制和驱动器件,在数字电路和模拟电路中都有大量的应用,常用的三极管根据材料分有硅管和锗管两种,原理相同,压降略有不同,硅管用的较普遍,而锗管应用较少,以下以硅管为例进行讲解。三极管有2 种类型,分别是PNP 型和NPN 型。先来认识一下,如下图所示。三极管一共有3 个极,横向左侧的引脚叫做基极(base),中间有一个箭头,一头连接基极,另外一头连接的是发射极 e(emitter),剩下的一个引脚就是集电极c(collector)。 三极管的原理 三极管有截止、放大、饱和三种工作状态。放大状态主要应用于模拟电路中,且用法和计算方法也比较复杂,我们暂时用不到。而数字电路主要使用的是三极管的开关特性,只用到了截止与饱和两种状态,所以我们也只来讲解这两种用法。三极管的类型和用法有个总结:箭头朝内PNP,箭头朝外NPN,导通电压顺箭头过,电压导通,

电流控制。三极管的用法特点,关键点在于b 极(基极)和e 级(发射极)之间的电压情况,对于PNP 而言,e 极电压只要高于b 级0.7V以上(硅三极管的PN 结道导通电压,如果是锗三极管,这个电压大概为0.3V),这个三极管e 级和c 级之间就可以顺利导通。也就是说,控制端在b 和e 之间,被控制端是e 和c 之间。同理,NPN 型三极管的导通电压是b 极比e 极高0.7V,总之是箭头的始端比末端高0.7V就可以导通三极管的e 极和c 极。这就是关于“导通电压顺箭头过,电压导通”的解释。 三极管的用法 以上图为例介绍一下三极管的用法。三极管基极通过一个10K 的电阻接到了单片机的一个IO口上,假定是P1.0,发射极直接接到5V 的电源上,集电极接了一个LED 小灯,并且串联了一个1K 的限流电阻最终接到了电源负极GND 上。如果P1.0 由我们的程序给一个高电平1,那么基极b 和发射极e 都是5V,也就是说e到b 不会产生一个0.7V 的压降,这个时候,发射极和集电极也就不会导通,那么竖着看这个电路在三极管处是断开的,没有电流通过,LED2 小灯也就不会亮。如果程序给

三极管基础练习题

三极管练习题 一、填空题: 1.晶体管工作在饱和区时发射结偏;集电结偏。 2.三极管按结构分为_和两种类型,均具有两个PN结,即______和______。 3.三极管是___________控制器件,场效应管是控制器件。 4.晶体管放大电路的性能指标分析,主要采用等效电路分析法。 5.放大电路中,测得三极管三个电极电位为U1=,U2=,U3=15V,则该管是______类型管子,其中_____极为集电极。 6.场效应管输出特性曲线的三个区域是________、___________和__________。 7.三极管的发射结和集电结都正向偏置或反向偏置时,三极管的工作状态分别是____和 ______。 8.场效应管同三极管相比其输入电阻_________,热稳定性________。 9.采用微变等效电路法对放大电路进行动态分析时,输入信号必须是________的信号。 10.三极管有放大作用的外部条件是发射结________,集电结______。 11.在正常工作范围内,场效应管极无电流 12.三极管按结构分为______和______两种类型,均具有两个PN结,即___________和 _________。 13.晶体三极管是一种___控制___器件,而场效应管是一种___控制___器件。14.若一晶体三极管在发射结加上反向偏置电压,在集电结上也加上反向偏置电压,则这个晶体三极管处于______状态。 15.作放大作用时,场效应管应工作在____(截止区,饱和区,可变电阻区)。 16.晶体三极管用于放大时,应使发射极处于__偏置,集电极处于__偏置。 二、选择题: 1.有万用表测得PNP晶体管三个电极的电位分别是V C=6V,V B=,V E=1V则晶体管工作在()状态。 A、放大 B、截止 C、饱和 D、损坏 2、三级管开作在放大区,要求() A、发射结正偏,集电结正偏 B、发射结正偏,集电结反偏 C、发射结反偏,集电结正偏 D、发射结反偏,集电结反偏 3、在放大电路中,场效应管应工作在漏极特性的哪个区域() A可变线性区B截止区C饱合区D击穿区 4.一NPN型三极管三极电位分别有V C=,V E=3V,V B=,则该管工作在() A.饱和区B.截止区 C.放大区D.击穿区

二极管和三极管的结构与基本性能

第一节 三极管的结构与基本性能 一、理想二极管的正向导通特性 二极管对电流具有单向导通的特性,硅材料二极管的正向导通电流与正向电压之间的关系曲线如图1.1.1所示。 图1.1.1 理想二极管的正向导通特性 (一)导通电压与导通通电流之间的对应关系 二极管在正向电压为0.4V 左右时微弱导通,0.7V 左右时明显导通。导通电压与导通电流之间的变化关系是,导通电压每变化9mV ,导通电流会变化倍。 (二)二极管正向导通电压与导通电流之间的对应关系 )9(002 mV U U n n I I -?= (1.1.1) 或)18(002mV U U n n I I -?= (1.1.2) 或)(log 290 20I I mV U U n n ?+= (1.1.3) U 0为二极管正向导通时的某静态电压,U n 为二极管在U 0的基础上变化后的电压。 I 0为二极管加上正向导通电压U 0时的正向导通电流,I n 为二极管与U n 相对应的正向导通电流。 例如:某二极管的在导通电压U 0=0.700V 时,导通电流为I 0=1mA ,求导通电压分别变化到U n1=0.682V 、U n2=0.691V 、U n3=0.709V 、U n4=0.718V 时的导通电流I n1、I n2、I n3、I n4。 解:根据)9(002mV U U n n I I -?= mA mA I mV V V n 5.021)97.0682.0(1=?=-

mA mA I mV V V n 707.021)97.0691.0(2=?=- mA mA I mV V V n 414.121)97.0709.0(3=?=- mA mA I mV V V n 221)97.0718.0( 4=?=- 由此可见,只要知道二极管的某个导通电压和相对应的导通电流,就可以计算出二极管的正向导通曲线上任何一点的参数。 (三)二极管的正向导通时的动态电阻 1、动态电阻的概念 动态电阻r d 的概念指的是电压的变化量与对相应的电流变化量之比。 I U r d ??= (1.1.4) 二极管正向导通之后,既有导通电压的参数,又有相应的导通电流的参数,但正向导通电阻却不能简单地等于导通电压与导通电流之比。 例如:假设二极管的正向导通电压U 0=0.7V 、静态电流I 0=1mA ,如果认为二极管正向导通电阻就等于导通电压与导通电流之比的话,此时的电阻应当为U 0/I 0=0.7V/1mA=700Ω。照此推论,当导通电压U n =1.4V 时,相应的导通电流应当是I n =2mA 。而实际的结果是,当正向导通电压U n 达到0.718V 时(增加18mV),电流I n 就已经增加到2mA 了。 由此可见,二极管正向导通后有两种电阻: 一是直流电阻,就是正向导通电压与相对应的正向导通电流之比。 二是动态电阻,就是二极管正向导通曲线中某一点的电压微变量与相应的电流微变量之比,即该点斜率的倒数,见图1.1.1中各Q 点的不同斜率。 2、二极管正向导通后的动态电阻的粗略计算 已知Q 0点U 0=0.7V 、I 0=1mA ,Q 4点U 4=0.718V 、I 4=2mA , 则Q 0点的动态电阻:Ω≈--≈??=46.25707.0414.1691.0709.000 0mA mA V V I U r Q Q dQ Q 4点的动态电阻:Ω≈--≈??=73.12414.1828.2709.0727.044 4mA mA V V I U r Q Q dQ 3、二极管正向导通后的动态电阻的微分计算 由于二极管导通电压与电流变化是非线性关系,所以上述计算不够精确,若对)18(002mV U U n n I I -?=进行微分,可以求得n I 的导数: 根据动态电阻的定义,可知二极管动态电阻)(Ωd r 为'n I 的倒数,故有: )18(0' 02182ln mV U U n n mV I I -??= (1.1.5) )18(0'02182ln 11)(mV U U n d n mV I I r -??==Ω

三极管的基础知识

三极管 半导体电子器件,有两个PN结组成,可以对电流起放大作用,有3个引脚,分别为集电极(c),基极(b),发射极(e).有PNP和NPN型两种,以材料分有硅材料和锗材料两种。 编辑本段概念 半导体三极管也称双极型晶体管,晶体三极管,简称三极管,是一种电流控制电流的半导体器件. 作用:把微弱信号放大成辐值较大的电信号, 也用作无触点开关. 编辑本段三极管的分类: a.按材质分: 硅管、锗管 b.按结构分: NPN 、PNP c.按功能分: 开关管、功率管、达林顿管、光敏管等. 编辑本段三极管的主要参数 a. 特征频率fT:当f= fT时,三极管完全失去电流放大功能.如果工作频率大于fT,电路将不正常工作. b. 工作电压/电流:用这个参数可以指定该管的电压电流使用范围. c. hFE:电流放大倍数. d. VCEO:集电极发射极反向击穿电压,表示临界饱和时的饱和电压. e. PCM:最大允许耗散功率. f. 封装形式:指定该管的外观形状,如果其它参数都正确,封装不同将导致组件无法在. 编辑本段判断基极和三极管的类型 先假设三极管的某极为“基极”,将黑表笔接在假设基极上,再将红表笔依次接到其余两个电极上,若两 次测得的电阻都大(约几K到几十K),或者都小(几百至几K),对换表笔重复上述测量,若测得两个阻值相反(都很小或都很大),则可确定假设的基极是正确的,否则另假设一极为“基极”,重复上述测试,以确定基极. 当基极确定后,将黑表笔接基极,红表笔笔接基它两极若测得电阻值都很少,则该三极管为NPN,反之 为PNP. 判断集电极C和发射极E,以NPN为例: 把黑表笔接至假充的集电极C,红表笔接到假设的发射极E,并用手捏住B和C极,读出表头所示C,E 电阻值,然后将红,黑表笔反接重测.若第一次电阻比第二次小,说明原假设成立. 体三极管的结构和类型 晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把正块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种, 从三个区引出相应的电极,分别为基极b发射极e和集电极c。 发射区和基区之间的PN结叫发射结,集电区和基区之间的PN结叫集电极。基区很薄,而发射区较厚,杂质浓度大,PNP型三极管发射区"发射"的是空穴,其移动方向与电流方向一致,故发射极箭头向里;NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子,其移动方向与电流方向相反,故发射极箭头向外。发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。 三极管的封装形式和管脚识别 常用三极管的封装形式有金属封装和塑料封装两大类,引脚的排列方式具有一定的规律, 底视图位置放置,使三个引脚构成等腰三角形的顶点上,从左向右依次为e b c;对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己,三个引脚朝下放置,则从左到右依次为e b c。

三极管的基本知识讲解

三极管的初步认识 三极管是一种很常用的控制和驱动器件,在数字电路和模拟电路中都有大量的应用,常用的三极管根据材料分有硅管和锗管两种,原理相同,压降略有不同,硅管用的较普遍,而锗管应用较少,以下以硅管为例进行讲解。三极管有 2 种类型,分别是 PNP 型和 NPN 型。先来认识一下,如下图所示。三极管一共有 3 个极,横向左侧的引脚叫做基极(base),中间有一个箭头,一头连接基极,另外一头连接的是发射极 e(emitter),剩下的一个引脚就是集电极 c(collector)。 三极管的原理 三极管有截止、放大、饱和三种工作状态。放大状态主要应用于模拟电路中,且用法和计算方法也比较复杂,我们暂时用不到。而数字电路主要使用的是三极管的开关特性,只用到了截止与饱和两种状态,所以我们也只来讲解这两种用法。三极管的类型和用法有个总结:箭头朝内 PNP,箭头朝外NPN,导通电压顺箭头过,电压导通,电流控制。三极管的用法特点,关键点在于 b 极(基极)和 e 级(发射极)之间的电压情况,对于PNP 而言,e 极电压只要高于 b 级以上(硅三极管的PN结道导通电压,如果是锗三极管,这个电压大概为),这个三极管 e 级和 c 级之间就可以顺利导通。也就是说,控制端在 b 和 e 之间,被控制端是 e 和 c 之间。同理,NPN 型三极管的导通电压是 b 极比 e 极高,总之是箭头的始端比末端高就可以导通三极管的 e 极和 c 极。这就是关于“导通电压顺箭头过,电压导通”的解释。 三极管的用法 以上图为例介绍一下三极管的用法。三极管基极通过一个 10K 的电阻接到了单片机的一个 IO口上,假定是,发射极直接接到 5V 的电源上,集电极接了一个 LED 小灯,并且串联了一个 1K 的限流电阻最终接到了电源负极 GND 上。如果由我们的程序给一个高电平 1,那么基极 b 和发射极 e 都是 5V,也就是说 e到 b 不会产生一个的压降,这个时候,发射极和集电极也就不会导通,那么竖着看这个电路在

二极管、三极管部分----习题

模拟电子技术部分习题及答案 直流稳压电源项目 、二极管与三极管的基础知识 二极管习题 、熟悉概念与规律 1 ?半导体 2.p型半导体 3.N型半导体 4.PN 结 5.单向导电性 6.整流二极管 7.稳压二极管 &发光二极管 9.开关特性 10.三极管 11.三极管的饱合特性 12.三极管的截止特性 13.三极管的放大特性 、理解与计算题 1.___________________________________ 当温度升高时,二极管的正向压降 _____ 变小___________________________________________ ,反向击穿电压_____________________ 变小______ 。 2.硅稳压二极管并联型稳压电路中,硅稳压二极管必须与限流电阻串联,此限流电阻的作用是(C――调压限流 )。 A、提供偏流 B、仅限流电流 C、兼有限流和调压两个作用 3.有两个2CW15稳压管,一个稳压值是8V,另一个稳压值是7.5V,若把两管的正极 并接,再将负极并接,组合成一个稳压管接入电路,这时组合管的稳压值是( B――7.5V )。 8V; B、7.5V ; C、15.5V 4.稳压管DW稳压值为 5.3V,二极管VD正向压降0.7V,当VI为12V时,DW和VD是否导通,V0为多少?R电阻的作用。

答: DW 和 VD 不导通,V0为5.3V , R电阻的作用是分压限流。 5.下图中D1-D3为理想二极管,A, B, C灯都相同,试问哪个灯最亮?( ) A B C 6?在图所示的电路中,当电源V=5V 时,测得I=1mA。若把电源电压调整到V=10V, 则电流的大小将______ 。 A.I=2mA B.I<2mA C.I>2mA 7.图所示电路,设Ui=sin 3 t(V) , V=2V ,二极管具有理想特性,则输出电压Uo的波形应为图示 _______ 图。 &图所示的电路中,Dz1和Dz2为稳压二极管,其稳定工作电压分别为 且具有理想的特性。由此可知输出电压Uo为____________ 。 lkQ Ul=20¥ Uo 0 — 9. ______________________________ 二极管最主要的特性是,它的两个主要参数是反映正向特性的 ____________ 和反映反向特性的_____________ 。 10.图所示是一个 ZjDl 正弦交流电鶴 kJ c 4 Uo(¥) 0 1 6V 和7V , Dzl

二极管和三极管--原理

二极管图 三极管工作原理 三极管是电流放大器件,有三个极,分别叫做集电极C,基极B,发射极E。分成NPN和PNP 两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。

一、电流放大 下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示,我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流 Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百)。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib的变化被放大后,导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。 二、偏置电路 三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取0.7V)。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时,基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比 0.7V要小,如果不加偏置的话,这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时,基极电流都是0)。如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流,上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的,所以它被叫做基极偏置电阻),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时,

二极管三极管基础知识

课题1.1 半导体二极管 课型 新课 授课班级授课时数 2 教学目标1.熟识二极管的外形和符号。 2.掌握二极管的单向导电性。 3.理解二极管的伏安特性、理解二极管的主要参数。 教学重点 二极管的单向导电性。教学难点 二极管的反向特性。学情分析 教学效果 教后记

新课 A.引入 自然界中的物质,按导电能力的不同,可分为导体和绝缘体。人们又发现还有一类物质,它们的导电能力介于导体和绝缘体之间,那就是 半导体。 B.新授课 1.1半导体二极管 1.1.1什么是半导体 1.半导体:导电能力随着掺入杂质、输入电压(电流)、温度和光照条件的不同而发生很大变化,人们把这一类物质称为半导体。 2.载流子:半导体中存在的两种携带电荷参与导电的“粒子”。 (1)自由电子:带负电荷。 (2)空穴:带正电荷。 特性:在外电场的作用下,两种载流子都可以做定向移动,形成电流。 3.N型半导体:主要靠电子导电的半导体。 即:电子是多数载流子,空穴是少数载流子。 4.P型半导体:主要靠空穴导电的半导体。 即:空穴是多数载流子,电子是少数载流子。 1.1.2PN结 1.PN结:经过特殊的工艺加工,将P型半导体和N型半导体紧密地结合在一起,则在两种半导体的交界面就会出现一个特殊的接触面,称为PN结。 2.实验演示 (1)实验电路 (2)现象 所加电压的方向不同,电流表指针偏转幅度不同。 (3)结论 PN结加正向电压时导通,加反向电压时截止,这种特性称为PN结的单向导电性。 3.反向击穿:PN结两端外加的反向电压增加到一定值时,反向电流急剧增大,称为PN结的反向击穿。 4.热击穿:若反向电流增大并超过允许值,会使PN结烧坏,称为热击穿。 5.结电容(讲解) (引入实验电路,观察现象)

最新常用电阻二极管三极管参数资料

常用电阻二极管三极管参数资料

常用电阻、二极管、三极管参数资料 1.固定电阻器的主要参数 固定电阻器的主要参数是标称阻值、允许误差和额定功率。 (1)标称阻值和允许误差 电阻器上标志的阻值叫标称值,而实际值与标称值的偏差,除以标称值所得的百分数叫电阻的误差,它反映了电阻器的精度。不同的精度有一个相应的误差,表1列出了常用电阻器的允许误差等级(精度等级)。 表1 常用电阻器允许误差的等级 目前固定电阻器大都为I级或II级普通电阻,而且III级很少,能满足一般应用的要求,02、01、005级的精密电阻器,一般用于测量仪器,仪表及特殊设备电路中。 国家有关部门规定了阻值系列作产品的标准,表2是普通电阻器系列表。表中的标称值可以乘以10 n,例如,4.7这个标称值,就有0.47Ω、4.7Ω、47Ω、470Ω、4.7KΩ……。选择阻值时必须在相应等级的系列表中进行。 表2 电阻器系列及允许误差 (2)电阻器的额定功率 电阻器长时间工作允许所加的最大功率叫额定功率。电阻器的额定功率,通常有1/8、1/4、1/2、1、2、3、5、10瓦等。表示电阻器额定功率的通用符号见图1。大于1W的则用阿拉伯数字表示。 2.固定电阻器的主要参数的标志方法 (1)电阻器的额定功率、阻值及允许误差一般都标在电阻器上。额定功率较大的电阻器,一般都将额定功率直接印在电阻器上。额定功率较小的电阻器,可以从它的几何尺寸和表面面积上看出,一般0.1 25w、0.25w电阻器的直径约2.5毫米,长约7-8毫米;0.5W电阻器的直径约4.5毫米,长约10-12毫米。 (2)电阻值及允许误差有三种表示法,即直标法、文字符号法和色标法。直标法是阻值和允许误差直接标明,如2KΩ±5%;文字符号法是阻值用数字与符号组合在一起表示,组合规律如下:文字符号Ω、K、M前面的数字表示整数阻值,文字符号Ω、K、M后面的数字表示小数点后面的小数阻值。允许误差用符号、J=±5%、K=±10%、M=±20%。例如5Ω1J表示5.1Ω±5%。这种表示法可避免因小数点脱掉而误识标记。目前小型化的电阻器都采用色标法,用标在电阻体上不同颜色的色环作为标称值和允许误差的标记。色标法具有颜色醒目、标志清晰、无方向性的优点,它给生产过程中的安装、调试与检修带来方便。误差为±5%、±10%的普通色环电阻用四色环表示,左端部为第一色环,顺次向右为第二、第三、第四色环。各色环所代表的意义为:第一、第二色环相应代表阻值的第一、第二位有效数字,第三色环表示后面加“0’’的个数,第四环代表允许误差,各色环颜色一数值对照表3。精密电阻用五色环(或六色环)表示阻值和允许误差,见表4。

三极管及放大电路基础教案

第 2 章三极管及放大电路基础 课题】 2.1 三极管 【教学目的】 1.掌握三极管结构特点、类型和电路符号。 2.了解三极管的电流分配关系及电流放大作用。 3.理解三极管的三种工作状态的特点,并会判断三极管所处的工作状态。4.理解三极管的主要参数的含义。【教学重点】 1.三极管结构特点、类型和电路符号。 2.三极管的电流分配关系及电流放大作用。3.三极管的三种工作状态及特点。 【教学难点】 1.三极管的电流分配关系和对电流放大作用的理解。2.三极管工作在放大状态时的条件。 3.三极管的主要参数的含义。 【教学参考学时】 2 学时 【教学方法】 讲授法、分组讨论法 【教学过程】 一、引入新课搭建一个简单的三极管基本放大电路,通过对放大电路输入信号及输出信号的测试,引导学生认识三极管,并知道三极管能放大信号,为后续的学习打下基础。 二、讲授新课 2.1.1 三极管的基本结构 三极管是在一块半导体基片上制作出两个相距很近的PN 结构成的。 两个PN 结把整块半导体基片分成三部分,中间部分是基区,两侧部分分别是发射区和集电区,排列方式有NPN 和PNP 两种, 2.1.2 三极管的电流放大特性

三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量, 这就是三极管的电流放大特性。 要使三极管具有放大作用,必须给管子的发射结加正偏电压,集电结加反偏电压。 三极管三个电极的电流(基极电流I B、集电极电流l c、发射极电流I E)之间的关系为: 2.1.3三极管的特性曲线 三极管外部各极电流与极间电压之间的关系曲线,称为三极管的特性曲线,又称伏安 特性曲线。 1.输入特性曲线 输入特性曲线是指当集-射极之间的电压V CE为定值时,输入回路中的基极电流I B与加 在基-射极间的电压V BE之间的关系曲线。 三极管的输入特性曲线与二极管的正向伏安特性曲线相似,也存在一段死区。 2.输出特性曲线 输出特性曲线是指当基极电流l B为定值时,输出电路中集电极电流l C与集-射极间的电压V CE之间的关系曲线。I B不同,对应的输出特性曲线也不同。 截止区:I B 0曲线以下的区域。此时,发射结处于反偏或零偏状态,集电结处于反 偏状态,三极管没有电流放大作用,相当于一个开关处于断开状态。 饱和区:曲线上升和弯曲部分的区域。此时,发射结和集电结均处于正偏状态,三极管 没有电流放大作用,相当于一个开关处于闭合状态。 放大区:曲线中接近水平部分的区域。此时,发射结正偏,集电结反偏。三极管具有电 流放大作用。 2.1.4 三极管的主要参数 1?性能参数:电流放大系数,集电极-基极反向饱和电流I CBO,集电极-发射极 反向饱和电流I CEO。 2.极限参数:集电极最大允许电流l CM、集电极-发射极反向击穿电压V(BR)CEO、集电

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