資源簡介

(共42張PPT)
三極管
01
二極管復(fù)習(xí)
02
三極管的類型
03
三極管結(jié)構(gòu)
04
目
錄
CONTENTS
三極管的狀態(tài)
二極管復(fù)習(xí)
二極管由一個P型硅和一個N型硅構(gòu)成，中間形成一個PN結(jié)。電流一般只能從P區(qū)流向N區(qū)，所以二極管具有單向?qū)щ娦浴?br/>PN結(jié)
二極管結(jié)構(gòu)圖
二極管電路符號
PN結(jié)的單向?qū)щ娦?br/>PN 結(jié)加上正向電壓、正向偏置的意思都是： P 區(qū)加正、N 區(qū)加負(fù)電壓
PN 結(jié)加上反向電壓、反向偏置的意思都是： P 區(qū)加負(fù)、N 區(qū)加正電壓
正向?qū)ǎㄕ?br/>反向截止（反偏）
二極管特性:單向?qū)щ娦?br/>導(dǎo)通電壓約0.7V（門電壓Uon）
半導(dǎo)體三極管
為什么能將聲音放大
什么是三極管？
三極管又稱作晶體三極管，它是一種具有放大功能的電子器件，能將微弱的電信號放大成很強(qiáng)的電信號。
小功率管
中功率管
大功率管
為什么有孔？
有的是為了方便安裝散熱片，有的是為了便于固定在電路板上。
如下圖中TO-220和TO-220FP上邊的孔就是安裝散熱片用的，TO-3封裝上的兩個孔就是把元器件固定在電路板上用的。
半導(dǎo)體三極管的類型
半導(dǎo)體三極管有兩大類型(按結(jié)構(gòu)分）
場效應(yīng)型半導(dǎo)體三極管（FET）僅由一種載流子參與
導(dǎo)電，是一種電壓控制器件。
一是雙極型半導(dǎo)體三極管
二是場效應(yīng)半導(dǎo)體三極管
雙極型半導(dǎo)體三極管（BJT）是由兩種載流子參與導(dǎo)電，它由兩個 PN 結(jié)組合而成，是一種電流控制器件。
由場效應(yīng)半導(dǎo)體三極管構(gòu)成的集成電路稱為CMOS電路
由雙極型半導(dǎo)體三極管構(gòu)成的集成電路稱為TTL電路
一、 雙極型半導(dǎo)體三極管（BJT）結(jié)構(gòu)簡介
BJT：Bipolar Junction Transistor
1.結(jié)構(gòu)
半導(dǎo)體三極管由三層半導(dǎo)體形成的兩個PN結(jié)組成。它有三個區(qū)、三個電極、二個結(jié)。
根據(jù)三層半導(dǎo)體的排列順序不同，可分為:NPN型和PNP型。結(jié)構(gòu)圖、電路符號圖如下所示。
結(jié)構(gòu)圖中的三個區(qū)、三個電極、二個結(jié)分別在哪里？
電路符號圖中的箭頭有什么意思呢？
結(jié)構(gòu)圖：
電路符號：
發(fā)射極用e
表示(Emitter)
集電極用c
表示(Collector)
基極用b表示(Base)
發(fā)射區(qū)
集電區(qū)
基區(qū)
集電結(jié)(Jc)
發(fā)射結(jié)(Je)
三極管符號(箭頭為發(fā)射結(jié)正偏時，射極電流流向）
半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)圖與電路符號圖分析
從外表看，兩個N區(qū)（或P區(qū)）是對稱的，實際呢？
2.結(jié)構(gòu)特點
發(fā)射區(qū)e摻雜濃度最高；
集電區(qū)c摻雜濃度低于發(fā)射區(qū)，且面積大；
基區(qū)b很薄，一般在幾個微米至幾十個微米，且摻雜濃度最低。
這些特點使BJT不同于兩個單獨(dú)的PN結(jié)，而呈現(xiàn)出極間電流放大作用。
*擴(kuò)展*
1．NPN 型三極管
集電區(qū)
集電結(jié)
基區(qū)
發(fā)射結(jié)
發(fā)射區(qū)
N
N
集電極 C
基極 B
發(fā)射極 E
P
晶體管分為 NPN 型和 PNP 型兩類。
E
C
B
符號
集電區(qū)
集電結(jié)
基區(qū)
發(fā)射結(jié)
發(fā)射區(qū)
N
集電極 C
發(fā)射極 E
基極 B
N
P
P
N
2．PNP 型三極管
　
C
B
E
符號
半導(dǎo)體三極管分類：
功率——小功率管、中功率管、大功率管
工作頻率——高頻管、低頻管
制造材料——硅管、鍺管
內(nèi)部結(jié)構(gòu)——NPN型、PNP型
用途——放大管、開關(guān)管
總結(jié)：三極管的結(jié)構(gòu)
　三極管的結(jié)構(gòu)圖
特點：
有三個區(qū) —— 發(fā)射區(qū)、基區(qū)、集電區(qū)；
兩個 PN 結(jié) —— 發(fā)射結(jié)(BE 結(jié))、集電結(jié)(BC 結(jié))；
三個電極 —— 發(fā)射極 e(E) 、基極 b(B) 和集電極 c(C)；
兩種類型 —— PNP 型管和 NPN 型管。 　　　　　　　　　
半導(dǎo)體三極管的工作狀態(tài)
b
c
e
為了容易理解，我們還是用水流比喻電流。這是粗、細(xì)兩根水管，粗的管子內(nèi)裝有閘門，這個閘門是由細(xì)的管子中的水壓控制著它的開啟程度。
截止?fàn)顟B(tài)：細(xì)管的水壓很小，不足以打開閥門。此時細(xì)管子中沒有水流，粗管子中的閘門就會關(guān)閉。
放大狀態(tài)：細(xì)管子中的水壓增大，閘門就開得越大，相應(yīng)地流過粗管子的水就越多，這就體現(xiàn)出“以小控制大，以弱控制強(qiáng)”，并且按照倍數(shù)增大。
飽和狀態(tài)：當(dāng)閥門開到一定程度，再增大閥門的，也無法使粗管中的水流增加。這時進(jìn)入飽和。
三極管的三種工作狀態(tài)
三極管的三種工作狀態(tài)：
（1）飽和狀態(tài)
（2）截止?fàn)顟B(tài)
（3）放大狀態(tài)
三極管電流關(guān)系的一組典型實驗數(shù)據(jù)
IB/mA 0 0.02 0.03 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14
IC/mA 0 0.7 1.11 1.48 2.75 2.8 3.5 3.6 3.6
IE/mA 0 0.72 1.14 1.52 2.82 2.88 3.6 3.72 3.74
實驗表明：
各極之間的電流分配關(guān)系滿足：IE= IC+IB；
（1）觀察與分析IB 、IC、IE三者之間的電流關(guān)系
IB/mA 0 0.02 0.03 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14
IC/mA 0 0.7 1.11 1.48 2.75 2.8 3.5 3.6 3.6
IE/mA 0 0.72 1.14 1.52 2.82 2.88 3.6 3.72 3.74
三極管電流關(guān)系的一組典型實驗數(shù)據(jù)
實驗表明：
當(dāng)Rp阻值很大時，加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓小于PN結(jié)導(dǎo)通的電壓，基極電流IB=0 ，此時IC=0，集電極和發(fā)射極相當(dāng)于一只斷開的開關(guān)
（2）觀察與分析IB 、IC、兩者之間的電流關(guān)系
截止?fàn)顟B(tài)
IB/mA 0 0.02 0.03 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14
IC/mA 0 0.7 1.11 1.48 2.75 2.8 3.5 3.6 3.6
IE/mA 0 0.72 1.14 1.52 2.82 2.88 3.6 3.72 3.74
三極管電流關(guān)系的一組典型實驗數(shù)據(jù)
實驗表明：
②當(dāng)阻值Rp、R1和Rc合適，發(fā)射結(jié)加上正向電壓，集電結(jié)加上反向電壓時，三極管具有電流放大作用，ＩＣ＝βＩＢ， β稱為放大系數(shù)，一般在20~150之間。
（2）觀察與分析IB 、IC、兩者之間的電流關(guān)系
放大狀態(tài)
IB/mA 0 0.02 0.03 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14
IC/mA 0 0.7 1.11 1.48 2.75 2.8 3.5 3.6 3.6
IE/mA 0 0.72 1.14 1.52 2.82 2.88 3.6 3.72 3.74
三極管電流關(guān)系的一組典型實驗數(shù)據(jù)
實驗表明：
②當(dāng)Rp、R1阻值的很小時，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都處于正向偏置狀態(tài)，三極管的ＩＣ基本不隨ＩＢ的變化而變化。此時，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于一只接通的開關(guān)。
（2）觀察與分析IB 、IC、兩者之間的電流關(guān)系
飽和狀態(tài)
三極管飽和時的UCE稱為飽和壓降，記作uces，小功率管小于0.6V，鍺管小于0.3V.
電流關(guān)系
NPN型
Ie=Ib+Ic
PNP型
Ie=Ib+Ic
處于放大狀態(tài)時
Ｉc＝βＩb
工作狀態(tài)
1、截止?fàn)顟B(tài)
2、放大狀態(tài)
3、飽和導(dǎo)通狀態(tài)
發(fā)射結(jié) 集電結(jié)
截止 反偏 反偏
放大 正偏 反偏
飽和 正偏 正偏
工作狀態(tài)
截止?fàn)顟B(tài)：（無論P(yáng)NP或NPN）
①發(fā)射結(jié)：反偏
②集電結(jié)：反偏
③在電路中的等效作用：斷開
④電流關(guān)系：Ib、Ic、Ie
⑤電壓關(guān)系：
NPN型：Uc>Ue>Ub Ube<0.5V
PNP型：Ub>Ue>Uc Ueb<0.5V
工作狀態(tài)
放大狀態(tài)：
①發(fā)射結(jié)：正偏
②集電結(jié)：反偏
③在電路中的等效作用：阻值可變
④電流關(guān)系：Ｉc＝βＩb 放大倍數(shù)β=2050
⑤電壓關(guān)系：
NPN型：Uc>Ub>Ue Ube=0.7V(硅管) 鍺管Ube=0.3V
PNP型：Ue>Ub>Uc Ueb=0.7V
工作狀態(tài)
飽和導(dǎo)通狀態(tài)：
①發(fā)射結(jié)：正偏
②集電結(jié)：正偏
③在電路中的等效作用：閉合導(dǎo)通
④電流關(guān)系：Ｉc不隨Ib控制
⑤電壓關(guān)系：
NPN型：Ub>Uc>Ue Ube=0.7V 00.3V
PNP型：Ue>Uc>Ub Ueb=0.7V 00.3V
開關(guān)三極管
對于NPN型三極管：
基極B為高電平CE之間相當(dāng)于開關(guān)閉合；
基極B為低電平CE之間相當(dāng)于開關(guān)斷開。
對于PNP型三極管：
基極B為低電平CE之間相當(dāng)于開關(guān)閉合；
基極B為高電平CE之間相當(dāng)于開關(guān)斷開。
2．三極管的管腳識別
中小功率塑料三極管：平面朝向自己，三個引腳朝下放置，一般從左到右依次為發(fā)射極e、基極b、集電極c。
金屬帽底端有一個小突起，距離這個突起最近的是發(fā)射極e，然后順時針依次是基極b、集電極c。
沒有突起的，順時針管腳仍然依次為發(fā)射極e，基極b、集電極c。
分類 圖示 引腳口訣
塑料封裝三極管 平面朝自己，引腳朝下放，從左往右數(shù)，e\b\c腳。
有散熱片的功率三極管 有字一面朝自己，引腳朝下放，從左往右數(shù)，b\c\e腳。
大功率金屬封裝三極管 管底朝自己，兩個引腳在上方，左邊引腳為b腳，右邊引腳為e腳，金屬外殼為c腳。
小功率金屬封裝三極管 管底朝自己，三個引腳呈三角形排列，凸點旁邊為e腳；順時針數(shù)，下一個為b腳，剩下的為c腳。
三極管驅(qū)動發(fā)光二極管
發(fā)光二極管串聯(lián)了一個限流電阻作為三極管的集電極負(fù)載，Vi輸入高電平時，三極管V1飽和導(dǎo)通，發(fā)光二極管發(fā)光；Vi輸入低電平時，三極管V1截止，發(fā)光二極管不發(fā)光。
(2)根據(jù)發(fā)光二極管亮度判斷三極管狀態(tài)
隨ib的不斷增大，發(fā)光二極管亮度逐漸增大，飽和時亮度達(dá)到最大。
調(diào)節(jié)可調(diào)電阻Rp可使得V2亮度發(fā)生改變，V2不亮則三極管截止，亮度較暗則三極管放大，亮度最高則三極管飽和。
注：三極管電路，輸出隨輸入連續(xù)變化，門電路、比較器、555輸出會發(fā)生跳變(高VCC，低0)。
2.三極管構(gòu)成的復(fù)合管
(1)復(fù)合管：指用兩只三極管按一定規(guī)律的組合，等效成一只三極管，復(fù)合管的類型取決于前一只管子。
三極管構(gòu)成的復(fù)合管
4.三極管自鎖電路
按下開關(guān)能自動保持通電的電路。
電路結(jié)構(gòu)特點：一個PNP型三極管與一個NPN型三極管組合。兩個三極管互鎖實現(xiàn)功能控制。A端為高電平，V1導(dǎo)通，F(xiàn)端為低電平，V2導(dǎo)通，此后A端保持高電平，不受輸入影響。
工作狀態(tài) 放大狀態(tài) 飽和狀態(tài) 截止?fàn)顟B(tài)
發(fā)射結(jié) 正偏（加正向電壓） 正偏 反偏
集電結(jié) 集電結(jié)反偏（加反向電壓） 正偏 反偏
在電路中的等效作用 電阻（阻值可變） 開關(guān)（導(dǎo)通狀態(tài)） 開關(guān)（斷開狀態(tài)）
應(yīng)用范圍 放大器 脈沖與數(shù)字電路 脈沖與數(shù)字電路
電流 電壓 關(guān)系 以ＮＰＮ 為類型 Ube＝0.7V Uces＜Uce＜Vcc ， ib＜IBS，ic＝βib Ube＝0.7V ，Uce＜0.6V Uces＜Uce＜Vcc ，ib＞IBS ib=0，ie=0
Uce＝Vcc
ＮＰＮ Ue＜Ub＜Uc Ue＜Ub ，Uc＜Ub Ue＞Ub ，Uc＞Ub
ＰＮＰ Ue＞Ub＞Uc Ue＞Ub ，Uc＞Ub Ue＜Ub ，Uc＜Ub
(2)三極管放大電路的三種接法
a.三極管無論P(yáng)NP或NPN，負(fù)載一般都接在集電極；
b．三極管發(fā)射極箭頭指向和電流方向一致。
①共發(fā)射極電路 ②共集電極電路 ③共基極電路

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