三极管的基本知识讲解复习课程
半导体三极管及放大电路基础知识讲解
半导体三极管及放大电路基础知识讲解第一节学习要求第二节半导体三极管第三节共射极放大电路第四节图解分析法第五节小信号模型分析法第六节放大电路的工作点稳固问题第七节共集电极电路第八节放大电路的频率响应概述第九节本章小结第一节学习要求〔1〕把握差不多放大电路的两种差不多分析方法--图解法与微变等效电路法。
会用图解法分析电路参数对电路静态工作点的阻碍和分析波形失真等；会用微变等效电路法估算电压增益、电路输入、输出阻抗等动态指标。
〔2〕熟悉差不多放大电路的三种组态及特点；把握工作点稳固电路的工作原理。
〔3〕把握频率响应的概念。
了解共发射极电路频率特性的分析方法和上、下限截止频率的概念。
第二节半导体三极管〔BJT〕BJT是通过一定的工艺，将两个PN结结合在一起的器件，由于PN结之间的相互阻碍，使BJT表现出不同于单个 PN结的特性而具有电流放大，从而使PN结的应用发生了质的飞跃。
本节将围绕BJT什么缘故具有电流放大作用那个核心问题，讨论BJT的结构、内部载流子的运动过程以及它的特性曲线和参数。
一、BJT的结构简介BJT又常称为晶体管，它的种类专门多。
按照频率分，有高频管、低频管；按照功率分，有小、中、大功率管；按照半导体材料分，有硅管、锗管；依照结构不同，又可分成NPN型和PNP型等等。
但从它们的外形来看，BJT 都有三个电极，如图3.1所示。
图3.1是NPN型BJT的示意图。
它是由两个 PN结的三层半导体制成的。
中间是一块专门薄的P型半导体(几微米~几十微米)，两边各为一块N型半导体。
从三块半导体上各自接出的一根引线确实是BJT的三个电极，它们分别叫做发射极e、基极b和集电极c，对应的每块半导体称为发射区、基区和集电区。
尽管发射区和集电区差不多上N型半导体，然而发射区比集电区掺的杂质多。
在几何尺寸上，集电区的面积比发射区的大，这从图3.1也可看到，因此它们并不是对称的。
二、BJT的电流分配与放大作用1、BJT内部载流子的传输过程BJT工作于放大状态的差不多条件：发射结正偏、集电结反偏。
二极管,三级管基础知识培训教材
PN结及其单向导电性
• PN结的形成 • PN结的单向导电性
PN结的形成
• 在一块晶凡两边分别形成P型和N型半导 体。 图中 代表得到一个电子的三价杂质(例如硼) 离子，带负电； 代表失去一个电子的五价杂 质(例如磷)离入带正电。由于P区有大量空穴 (浓度大)，而N区的空穴极少(浓度小)，因此空 穴要从浓度大的P区向浓度小的N区扩散。 P
在一定范围内，外电场愈强，正向电 流(由P区流向N区的电流)愈大，这时PN 结呈现的电阻很低。正向电流包括空穴电 流和电子电流两部分。空穴和电子虽然带 有不同极性的电荷，但由于它们的运动方 向相反，所以电流方向一致。外电源不断 地向半导体提供电荷，使电流得以维持。
PN结的单向导电性
• 若给PN结加反向电压，即外电源的正端接N区， 负端接P区，则外电场与内电场方向一致，也 破坏了扩散与漂移运动的平衡。 • 外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子 移走，使得空间电荷增加，空间电荷区变宽， 内电场增强，使多数载流子的扩散运动难以进 行。但另一方面，内电场的增强也加强了少数 裁流于的漂移运动，在外电场的作用下，N区 中的空穴越过PN结进入P区， P区中的自由电 子越过PN结进入N区，在电路中形成了反向电 流(由N区访向P区的电流)。
半导体二极管
• • • • • 二极管的基本结构和类型 二极管的伏安特性 二极管的主要参数 二极管的应用 常用二极管类型
二极管的基本结构和类型
• 将PN结加上相应的电极引线和管壳，就成为半 导体二极管。 从P区引出的电极称为阳极（正 极），从N区引出的电极称为阴极（负极）。 • 按结构分二极管有点接触型和面接触型两类。
D
（c）符号
在使用二极管时，必须注意极性不能接错，否则 电路非但不能正常工作，还有毁坏管子和其他元件的 可能。
第8章 三极管知识点及实用电路(电子线路课件)
8.3 三极管直流电路详解
4.六种三极管集电极直流电路 六种三极管集电极直流电路
8.3 三极管直流电路详解
5.四种三极管发射极直流电路 四种三极管发射极直流电路
8.4 三极管三种放大器详解
放大器中信号的传输过程： 放大器中信号的传输过程： 输入信号Ui →输入端耦合 输入信号 输入端耦合 电容C1→VT基极 基极→VT集电极 电容 基极 集电极 →输出端耦合电容 输出端耦合电容C2 →输出 输出端耦合电容 输出 信号Uo。 信号 。
11.使用半导体三极管应注意的事项 11.使用半导体三极管应注意的事项
（1）使用三极管时，不得有两项以上的参数同时达到极限值。 ）使用三极管时，不得有两项以上的参数同时达到极限值。 （2）焊接时，应使用低熔点焊锡。管脚引线不应短于 ）焊接时，应使用低熔点焊锡。管脚引线不应短于10mm， ， 焊接动作要快，每根引脚焊接时间不应超过两秒。 焊接动作要快，每根引脚焊接时间不应超过两秒。 （3）三极管在焊入电路时，应先接通基极，再接入发射极， ）三极管在焊入电路时，应先接通基极，再接入发射极， 最后接入集电极。拆下时，应按相反次序，以免烧坏管子。 最后接入集电极。拆下时，应按相反次序，以免烧坏管子。 在电路通电的情况下，不得断开基极引线，以免损坏管子。 在电路通电的情况下，不得断开基极引线，以免损坏管子。 （4）使用三极管时，要固定好，以免因振动而发生短路或接 ）使用三极管时，要固定好， 触不良，并且不应靠近发热元件。 触不良，并且不应靠近发热元件。 （5）大功率三极管应加装有足够大的散热器。 ）大功率三极管应加装有足够大的散热器。
8.1 三极管基础知识
1.认识半导体三极管 认识半导体三极管 也称为晶体三极管可以说它是电子电路中最重要的器件。 也称为晶体三极管可以说它是电子电路中最重要的器件。它最 主要的功能是电流放大和开关作用。 主要的功能是电流放大和开关作用。 2.三极管结构和符号 三极管结构和符号 三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极 结构成， 三极管由两个 结构成 (用字母 表示 。其他的两个电极成为集电极 用字母 表示 和 用字母b表示 其他的两个电极成为集电极(用字母 表示)和 用字母c表示 用字母 表示)。 发射极(用字母 表示 由于不同的组合方式， 发射极 用字母e表示 。由于不同的组合方式，形成了一种是 用字母 表示)。 NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管。 型的三极管，另一种是 型的三极管。电极的作用如下： 晶体管三个电极的电极的作用如下： 发射极（E极）用来发射电子； 发射极（ 极 用来发射电子； 基极（ 极 用来控制E极发射电子的数量 极发射电子的数量； 基极（B极）用来控制 极发射电子的数量； 集电极（C极）用来收集电子。 集电极（ 极 用来收集电子。 晶体管的发射极电流IE与基极电流 、集电极电流IC 晶体管的发射极电流 与基极电流IB、集电极电流 与基极电流 之间的关系如下： 之间的关系如下：IE=IB+IC
《三极管基本知识》PPT课件
4
放
3
2
大
100A
80A 60A 40A
1
区
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
截止区
IC(mA ) 4 3
2
此1区00域A中 :
IB=800,IC=AICEO,U
B称E<为6死0截区A止电区压。，
40A
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
二、输出特性
IC(mA )
此区域满
ICBO A
ICBO是集
电结反偏 由少子的 漂移形成 的反向电 流，受温 度的变化 影响。
3.集电极最大电流ICM
集电极电流IC上升会导致三极管的值的下降，
当值下降到正常值的三分之二时的集电极电
流即为ICM。
4.集-射极反向击穿电压
当集---射极之间的电压UCE超过一定的数值时，
三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25C、
注意：β和β数值很接近，通常不将他们严格区分。
四、三极管的特性曲线
IB
A RB
V UBE
RP
EB
IC mA
EC
V UCE
实验线路
一、输入特性
IB(A) 80 60 40
20
死区电压，
0.4
硅管0.5V
工作压降： 硅管 UBE0.6~0.7V
0.8 UBE(V)
一、输入特性
输入特性描述的是三极管基极电流IB和发射结两端电压UBE 之间的关系。
nnp发射区集电区基区发射结集电结ecb发射极集电极基极ppn发射区集电区基区发射结集电结ecb发射极集电极基极becnnp基极发射极集电极npn型pnp集电极基极发射极bcepnp型becnpn型becpnp型二极管检测用数字万用表测试二极管时是测量二极管的正向压降
三极管ppt课件完整版
常见故障现象及诊断方法
诊断方法
测量三极管的耐压值是否降低，观察电路是否有过载现象，若确认 损坏则更换三极管。
故障现象3
三极管漏电流过大。
诊断方法
测量三极管的漏电流是否超过规定值，若过大则检查电路是否存在漏 电现象，并更换三极管。
常见故障现象及诊断方法
故障现象4
三极管热稳定性差。
诊断方法
检查三极管的散热条件是否良好，测量其热稳定性参数是否在规定范围内，若异常则改善散热条件或 更换适合的三极管型号。
组成
输入回路、输出回路、耦合电容、直流电源。
工作原理
共基放大电路的特点是输入回路与输出回路共用一个电极，即基极。输入信号加在三极管的发射极和基极之间， 输出信号从集电极取出。由于共基放大电路的输入阻抗低，输出阻抗高，因此具有电压放大倍数大、频带宽等优 点。
共集放大电路组成及工作原理
组成
输入回路、输出回路、耦合电容、直流电源 。
真加剧。而截止频率则限制了三极管能够放大的信号频率范围。
03
三极管基本放大电路分析
共射放大电路组成及工作原理
组成
输入回路、输出回路、耦合电容、直流电源。
工作原理
利用三极管的电流放大作用，将输入信号放大并输出。输入信号加在三极管的基 极和发射极之间，输出信号从集电极取出，经过耦合电容与负载相连。
共基放大电路组成及工作原理
偏置电路类型及其作用
固定偏置电路
01
提供稳定的基极电流，使三极管工作在放大区。
分压式偏置电路
02
通过电阻分压为基极提供合适的偏置电压，使三极管具有稳定
的静态工作点。
集电极-基极偏置电路
03
利用集电极电阻的压降为基极提供偏置电压，适用于某些特殊
三极管讲解中学小学
• 半导体三极管的结构 • 三极管内部的电流分配与控制 • 三极管各电极的电流关系 • 三极管的共射极特性曲线 • 半导体三极管的参数 • 三极管的型号 • 三极管应用
上课可用
1
4.1.1 半导体三极管(BJT)的结构
• BJT是双极结型晶体管Bipolar Junction Transistor的简写
(1)VCE=0时：b、e间加正向电压， JC和JE都正偏，JC没有吸引电子 的能力。所以其特性相当于两个 二极管并联PN结的特性。 VCE=0V： 两个PN结并联
i B
C
1 8 6 4 C
b
2
0
e
c
0 0
上课可用
16
输入特性曲线
(2) VCE>1V时，b、e间加正向电压，这
b
时JE正偏， JC反偏。发射区注入到基
IB=IEP+ IBN－ICBO
IE =IC+IB
VBB
VCC
上课可用
11
电流分配与控制
• 使晶体管具有电流分配与控制能力的两个重要条件
– ①内部条件
• 发射区高掺杂(故管子e、 c极不能互换)
• 基区很薄(几个m)
– ②外部条件
• 发射结(eb结)正偏
• 集电结(cb结)反偏
• 晶体管工作的内部机理：
直流参数
交流参数
1. 直流参数
极限参数
①直流电流放大系数
a.共基极直流电流放大系数
= (IC-ICBO)/IE= IB/1+ IB= /1+
上课可用
26
三极管的直流参数
b.共射极直流电流放大系数：
β =（IC－ICEO）/IB≈IC / IB vCE=const
三极管经典教程PPT课件
04
考虑封装和引脚排列
根据PCB设计和组装要求，选择 合适的封装和引脚排列。
29
新型三极管技术发展趋势
微型化与集成化
随着电子技术的发展，三极管趋向于 微型化和集成化，以适应小型化电子 产品的需求。
高性能化
提高三极管的电流、电压和功率处理 能力，以满足高性能电子设备的需求 。
低功耗化
降低三极管的功耗，提高电子设备的 能效比。
9
动态特性参数
电流放大系数β
表示三极管放大能力的大小，定义为集 电极电流IC与基极电流IB之比。
极间反向电流
2024/1/26
包括集电结反向饱和电流ICBO和发 射极反向电流IEBO，用于衡量三极管
的稳定性。
截止频率fT
表示三极管的高频性能，定义为当β 下降到低频时β值的0.707倍时所对应 的频率。
4
三极管基本结构
三个区
发射区、基区、集电区。
三个电极
发射极（E）、基极（B）、集电极（C）。
2024/1/26
5
电流放大原理
发射区向基区发射电 子
发射结加正向电压，使发射结处于正 向偏置，发射区的多数载流子（自由 电子）不断地越过发射结进入基区， 形成发射极电流Ie。同时基区多数载 流子也向发射区扩散，但由于多数载 流子浓度远低于发射区载流子浓度， 可以不考虑这个电流，因此可以认为 发射结主要是电子流。
饱和导通状态：当加在三极管发射结 的电压大于PN结的导通电压，并当 基极电流增大到一定程度时，集电极 电流不再随着基极电流的增大而增大 ，而是处于某一定值附近不怎么变化 ，这时三极管失去电流放大作用，集 电极与发射极之间的电压很小，集电 极和发射极之间相当于开关的导通状 态。三极管的这种状态我们称之为饱 和导通状态。
《三极管基本知识》PPT课件
三极管是电子电路中的重要元件，广泛应用于放大、开关、振荡等电路中。随 着电子技术的发展，三极管的应用领域不断扩大，对电子工程师的要求也越来 越高。
课程内容和结构
课程内容
本课程将介绍三极管的基本原理、结构、特性、参数以及应用等方面的知识。
课程结构
本课程将按照“由浅入深、循序渐进”的原则，先介绍三极管的基本概念和原理，然后逐步深入讲解三极管的特 性和应用。具体内容包括：三极管的基本原理、结构和分类；三极管的放大原理和特性；三极管的参数和选型； 三极管的应用电路和实例等。
输入特性曲线
输入特性曲线表示三极管在放 大状态下，基极电流（Ib）与 基极-发射极电压（Vbe）之
间的关系。
输入特性曲线与二极管的伏 安特性曲线类似，呈指数关
系。
当Vbe较小时，Ib几乎为零， 当Vbe超过一定值后，Ib随 Vbe的增大而迅速增大。
输出特性曲线
输出特性曲线表示三极管在放大状态下，集电极电流 （Ic）与集电极-发射极电压（Vce）之间的关系。
工业控制领域
三极管在工业控制电路中也有 着广泛的应用，如电机控制、
温度控制等。
消费电子领域
音响、电视、冰箱等消费电子 产品中也需要使用三极管进行
信号放大或电路控制。
03
三极管结构与工作原理
三极管内部结构
掺杂浓度
发射区掺杂浓度最高，基区很薄且 掺杂浓度最低，集电区掺杂浓度较 高。
PN结
三极管内部包含两个PN结，分别 是发射结和集电结。
三极管主要参数
01
02
03
电流放大系数
表示三极管对电流的放大 能力，是判断三极管放大 性能的重要参数。
极间反向电流
包括集电极-基极反向饱和 电流和集电极-发射极反向 饱和电流，反映了三极管 的截止性能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
P1.0 一个低电平0，这时e 极还是5V，于是e 和b 之间产生了压差，三极管e 和b 之间也就导通了，三极管e 和b 之间大概有0.7V 的压降，那还有(5-0.7)V 的电压会在电阻R47 上。
这个时候，e 和c 之间也会导通了，那么LED 小灯本身有2V 的压降，三极管本身e 和c 之间大概有0.2V的压降，我们忽略不计（三极管导通后本身的压降在开关作用时多忽略不计处理）。
那么在R41 上就会有大概3V 的压降，可以计算出来，这条支路的电流大概是3mA，可以成功点亮LED。
最后一个概念，电流控制。
前边讲过，三极管有截止，放大，饱和三个状态，截止就不用说了，只要e 和b 之间不导通即可。
我们要让这个三极管处于饱和状态，就是我们所谓的开关特性，必须要满足一个条件。
三极管都有一个放大倍数β，要想处于饱和状态，b 极电流就必须大于e 和c 之间电流值除以β。
这个β，对于常用的三极管大概可以认为是100。
那么就必须考虑R47 的阻值了。
在上面的计算中，e 和c 之间的电流是3mA，那么b 极电流最小就是3mA 除以100 等于30uA，大概有4.3V 电压会落在基极电阻上，那么基极电阻最大值就是4.3V/30uA = 143K。
电阻值只要比这个值小就可以，当然也不能太小，太小会导致单片机的IO 口电流过大烧坏三极管或者单片机，STC89C52 的IO 口输入电流最大理论值是25mA，利用电压和电流算一下，就可以算出来最小电阻值，上图取的是经验值。