13级《计算机电路基础》§2.3双极性晶体三极管习题二-1-参考答案2015-10-7

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13级《计算机电路基础》习题二-1答案

§2.3 双极性晶体三极管

一、 填空题

1、晶体三极管是晶体管电子电路的核心器件，具有电流放大和开关作用。在模拟电子电路中，它起放大作用；在脉

3.、PN 结是许多半导体元器件的最重要和最基本的单元。如果我们把两个PN 结做得相距很近，结合在一起就构成一个新的器件，即半导体三极管，又称为晶体三极管。双极型晶体管外形如图：

4、晶体三极管两个PN 结将整个半导体基片分成三个区域：发射区、基区和集电区，其中基区较薄。由这三个区各引出一个电极，分别称为发射极、基极和集电极，分别用字母E

、B 、C 表示。将发射极与基极之间的PN 结称为发射结；集电极与基极之间的PN 结称为集电结。如下图所示：在图中填出三个区域，两个结，画出三极管符号。

5、晶体三极管按导电类型的不同，三极管可分为PNP 型和NPN 型两大类。由图可见，有箭头的电极是发射极，箭头方向表示发射结正向偏置时的电流方向，箭头方向向外是 NPN 型，箭头方向向内是 PNP 型，两种符号的区别在于发射极的箭头方向不同，实际上发射极箭头方向就是发射极正向电流 的真实方向。

6、三极管种类很多：按功率分有小功率管、中功率管和大功率管 ；按工作频率分有低频管、高频管 ； 按管芯所用半导体制造材料分有硅管与锗管。

7、本标准适用于无线电电子设备所用半导体器件的型号命名。【了解】 示例要求：查2.2表写出型号

硅整流二极管 硅NPN 型高频小功率管

8、型号组成部分的符号及意义

表7.5.1给出了各种型号的半导体二极管、三极管的符号、构成材料、名称性能以及表达这些意义的符号。

表2.2 型号组成部分的符号及意义

8. 三极管各电极上的电流分配

NPN 型三极管为例搭成的实验电路如图7.3.2所示，图中V BB 为基极电源，V cc 为集电极电源，V cc 电压应高于V BB 电压。即发射结正偏，集电结反偏。电路接通后，在电路中就有三支电流通过三极管，即基极电流I B 、集电极电流I C 和发射极电流I E ，这三路电流方向如图中所示。调节电位器R P 的阻值，可以改变发射结的偏压，从而调节基极电流I B 的大小。每取一个I B 的确定值，再从毫安表上读取集电极电流I C 和发射极电流I E 的相应值。实验数据见表7.3.1。

e

基b

e

基b

c

2

二、 表7.3.1 三极管三个电极上的电流分配

从上表的实验数据，可以得到如下重要关系：

I E = I B + I C

公式表明了三极管的电流分配规律，即发射极电流等于基极电流和集电极电流之和。无论是NPN 型管还是PNP 型管，均符合这一规律。

9. 三极管的电流放大作用

9.1 、基极电流和集电极电流之比基本为常量，该常量称为共发射极直流放大系数β，定义为：B

C

I I =

β 从表7.3.1中发现，I B =0.03 mA ，I C =1.74 mA ，则直流放大系数 5803

.074.1B C ===

I I β 9.2、基极电流有微小的变化量Δi B ，集电极电流就会产生较大的变化量Δi C ，且电流变化量之比也基本为常量，该常量称为共发射交流放大系数β，定义为：B

C

Δi i ?=

β 从表7.3.1中发现，基极电流I B 从0.03 mA 变化到0.04 mA ，即变化量 ?I B ＝0.04 mA - 0.03 mA = 0.01 mA 时，I C 从1.74 mA 变化到达2.33 mA ，变化量 ?I C = 2.33mA -1.74 mA = 0.59 mA ，于是三极管交流放大系数

5901

.059

.0B C ==??=

I I β 上式表明，集电极电流的变化量是基极电流变化量的59倍，从表中I B 与I C 的其它相应变化数据中，也同样可以得出这样的关系。

ββ≈

I E = I B + I C = I B +B I ?β=（1+B I )β

I E 电流最大，I B 电流最小，在NPN 管中，I B 、I C

流入管内，I

E 流出管子；

在PNP 管中，则是I

E 流入管子，I B

、I C 流出管子。

9.3 三极管的电流放大作用实质：由于基极电流I B 的变化，使集电极电流I C 发生更大的变化。也就是说，基

极电流I B 的微小变化控制了集电极电流I C 较大的变化，是“以小控大”的作用，而不是能量的放大。这就是三极管的电流放大原理。

9.4使三极管起放大作用的外部条件是：发射结加正向偏置电压，集电结加反向偏置电压。

(1) 三极管电流放大作用的实现需要外部提供直流偏置，即必须保证三极管发射结加正向电压（正偏），硅管一

般为 0.6～0.7V ，锗管一般为 0.2～0.3V ，集电结加反向电压（反偏）。如图所示，NPN 型管电位关系应为V C >V B >V E 。

(2) PNP 型三极管放大工作时，其电源电压V CC 极性与PNP 型管相反，这时，管子三个电极的电流方向也与NPN

型管电流方向相反，电位关系则为V E >V B >V C 。

【练习题9.5】工作放大状态三极管两个电极的电流如图。 求：1、另一个电极的电流，并标出电流方向，放大倍数

2、标出E 、B 、C 极，判断是PNP 型还是PNP 型。

【练习题9.6】现测得放大电路中两只管子两个电极的电流如图所示。

分别求另一电极的电流，标出其方向，并在圆圈中画出管子，且分别求出它们的电流放大系数β。

(a) (b) (a) (b)

解：如果将三极管看成节点，这三路电流关系应满足节点电流定律：流入管子的电流之和等于流出管子电流之和。

在NPN 管中，I B 、I C 流入管内，I E 流出管子；在PNP 管中，则是I E 流入管子，

I B 、I C 流出管子放大倍数分别为：1/10100

a mA A βμ==

5/10050b mA A βμ==