第五章 三极管与集成运算放大器
§5-1 三极管
§5-2 基本放大电路§5-3 反馈与振荡
§5-4 多级放大电路§5-5 集成运算放大器
§5-1 三极管
学习目标
1.了解三极管的结构、类型和符号。
2.掌握三极管的电流放大作用。
3.了解三极管的主要参数。
4.掌握用万用表简易检测三极管的方法。
一、三极管的结构和类型
常见三极管的外形
三极管有两个PN结,对应的三个半导体区分别为发射区、基区和集电区,从三个区引出的三个电极分别为发射极、基极和集电极,分别用E、B、C或e、b、c表示。发射区与基区之间的PN结称为发射结,集电区与基区之间的PN结称为集电结。
三极管结构示意图及图形符号a)NPN型b)PNP型
几种常见三极管封装形式与管脚排列
二、三极管的电流放大作用
三极管集电极电流与相应的基极电流之比,称为三极
管的直流电流放大系数()。
将三极管看作一个广义节点,根据基尔霍夫节点电流定律,可知,所以三极管三个电极的电流关系为
C B I I β=C B
I I β=(1)E B C B
I I I I β=+=+
的大小反映了三极管放大电流的能力。必须强
调的是,这种电流放大能力实质是对的控制能
力,因为无论
还是都是来自电源,如果没有电源,三极管本身是不能放大电流的。
B I
C I B I C I
三、三极管的工作电压
NPN型三极管放大电路
发射结加正向偏置电压,集电结加反向偏置电压,这是三极管电流放大的外部条件。这时三极管三个电极的电位有如下关系:
C B E
U U U >>如果流过发射极、基极和集电极的电流分别用I E 、I B 和I C 表示,则有:
(1)(2)(3)B
C E I I I +=E C I I I
≈ B
C I I β=
四、三极管的输出特性1.三极管的输出特性曲线
三极管输出特性曲线
2.三极管的三个工作区
根据三极管的工作状况,我们可以在三极管输出特性曲线族上划分为放大区、截止区和饱和区。
三极管的三个工作区
(1)放大区
在本区域里,每条输出特性曲线近似为一条水平直线,且相邻曲线间隔均匀;三极管的集电极电流远大于基极电流,并且与基极电流成正比。
(2)截止区
在本区域里,基极电流大小为零,集电极电流很小,接近于零。
(3)饱和区
在本区域里,集-射极之间电压较小,集电极电流与基极电流不成正比,但与集-射极电压有着明显的关系。我们把这个区域称为饱和区。
3.三极管的开关特性
a)集-射极近似于断开的开关b)集-射极近似于接通的开关
三极管的开关特性
五、三极管的主要参数
1.共发射极直流电流放大系数
共发射极直流电流放大系数用符号(或)表示,它是指集电极电流与基极电流的比值,即
b c
I I =βFE h
2.共发射极交流电流放大系数
共发射极交流电流放大系数用符号(或)表示,它是指集电极电流增量与基极电流增量的比值,即
b c
I I ??=ββfe h
3.集-基反向饱和电流
集-基反向饱和电流用符号表示,它是指在发射极悬空、集电结处于反向偏置情况下流过集电极的电流。CBO
I
I
CBO
示意图
4.集-射反向饱和电流
集-射反向饱和电流用符号
I
表示,它是指在基极悬空、
CEO
集-射处于反向偏置情况下流过
集电极的电流。
I
示意图
CEO
5.集电极最大允许电流
集电极最大允许电流用I CM 符号表示,它是指
下降到正常值的
2/3时的集电极电流。
6.集-射反向击穿电压
集-射反向击穿电压用符号或来表示。β()CEO BR U ceo BV