电子技术基础

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中等职业教育国家规划教材 HEP
《电子技术基础》教学演示文稿
陈振源主编
2.结构
三极管的核心是两个互相联系的PN结,按两个PN结的组合方式不同,可分为 NPN型和PNP型两类。
PNP型三极管
NPN型三极管
三极管内部有发射区、基区和集电区,引出电极分别为发射极e、基极b、集 电极c。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。
放大电路的电压和电流波形 第二章 晶体三极管及基本放大电路
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第三节 放大电路的分析方法
一、主要性能指标 1.放大倍数 电压放大倍数 电 压 增 益 Gv=20lgAv (dB) 电流放大倍数 电 流 增 益 G=20lgAi (dB) 功率放大倍数 功 率 增 益 Gp=10lgAp(dB)
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第二章 晶体三极管及基本放大电路
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2.三极管的主要参数
(1)直流参数 反映三极管在直流状态下的特性。
直流电流放大系数hFE 用于表征管子IC与IB的分配比例。
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3.三种基本放大电路的比较
共集电极放大电路
共基极放大电路
(1)共发射极放大电路的电压、电流、功率放大倍数都较大,所以应用在多 级放大器的中间级。 (2)共集电极放大电路只有电流放大作用,无电压放大作用,它的输入电阻 大,输出电阻小,常用作实现阻抗匹配或作为缓冲电路来使用,也可作为多级放大 器的输入级和输出级。 (3)共基极放大电路主要是频率特性好,所以多用作高频放大器、高频振荡 器及宽频带放大器。
2.放大电路的电压、电流符号规定
共发射极基本放大电路
直流分量——用大写字母和大写下标表示,如IB、IC、IE、VBE、VCE。 交流信号——用小写字母和小写下标表示,如ib、ic、ie、vbe、vce。 交流和直流叠加信号——用小写字母和大写下标表示,如iB、iC、iE、vBE、vCE。
第二章 晶体三极管及基本放大电路
第二章 晶体三极管及基本放大电路
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(2)交流参数 是反映三极管交流特性的主要指标。
交流电流放大倍数hfe 通常也写为ß ,用于表征管子对交流信号的电流放大
间的最大允许电压。若管子的VCE超过V(BR)CEO,会引起电击穿导致管子损坏。
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第二章 晶体三极管及基本放大电路
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五、三极管引脚与管型的判别
(1)先确定b极 (2)判断e极、c极
一、结构与分类 1.外形
近年来生产的小、中功率管多采用硅酮塑料封装;大功率三极管多采用金属封 装,通常做成扁平形状并有螺钉安装孔,有的大功率管制成螺栓形状。
塑料封装小功率管
塑料封装中功率管
金属封装小功率管
金属封装大功率管
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第二章 晶体三极管及基本放大电路
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按用途可分为:普通放大三极管和开关三极管等。
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二、三极管的电流放大作用 1.三极管放大条件
要使三极管能够正常放大信号,发射结应加正向电压,集电结应加反向电压。
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第二章 晶体三极管及基本放大电路
晶体三极管 三极管基本放大电路 放大电路的分析方法 静态工作点稳定的放大电路 多级放大电路 本章小结
晶体三极管是具有放大作用的半导体器 件,由三极管组成的放大电路广泛应用于各 种电子设备中,例如收音机、扩音机、测量 仪器及自动控制装置等。本章介绍三极管应 用的必备知识及由它构成的基本放大电路的 工作原理和一般分析方法。
第二章 晶体三极管及基本放大电路
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二、放大电路的静态工作点
静态工作点对波形影响实验电路
输入电流波形失真 输入电流波形正常
未设置静态工作点情况 第二章 晶体三极管及基本放大电路
NPN管偏置电路
PNP管偏置电路
电源VCC通过偏置电阻Rb为发射结提供正向偏置,RC阻值小于Rb阻值,所以集 电结处于反向偏置。
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第二章 晶体三极管及基本放大电路
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2.输出特性曲线
输出特性曲线是反映三极管输出回路电压与电流关系的曲线,是指基极电流IB 为某一定值时,集电极电流IC与集电极电压VCE对应关系的曲线。
截止区 习惯把IB=0曲线以下的区域称为截止区,三极管处于截止状态,相
当于三极管内部各极开路。在截止区,三极管发射结反偏或零偏,集电结反偏。
放大区 它是三极管发射结正偏、集电
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在实际放大电路中,除了共发射极联接方式外,还有共集电极和共基极联接方 式。
共发射极接法
共基极接法
共集电极接法
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第二章 晶体三极管及基本放大电路
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2.三极管的电流放大作用
三极管各电极电流关系的测量电路
三极管电流分配关系:IE=IC+IB 三极管电流放大倍数:β = Δ IC /ΔIB 当ΔIB有一微小变化,就能引起ΔIC较大的变化,这种现象称为三极管的电流放 大作用。
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第二章 晶体三极管及基本放大电路
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结反偏时的工作区域。最主要特点是IC受IB控 制,具有电流放大作用。
饱和区 当VCE小于VBE时,三极管的发
射结和集电结都处于正偏,此时IC已不再受IB 控制。此时管子的集电极—发射极间呈现低 电阻,相当于开关闭合。
输出特性曲线
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集—基反向饱和电流ICBO 它是指三极管发射极开路时,流过集电结的反
向漏电电流。ICBO大的三极管工作的稳定性较差。
ICBO测量电路
ICEO测量电路
集—射反向饱和电流ICEO 它是指三极管的基极开路,集电极与发射极之
间加上一定电压时的集电极电流。ICEO是ICBO的(1+β)倍,所以它受温度影响不可 忽视。
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3.分类
三极管的种类很多,通常按以下方法进行分类: 按半导体制造材料可分为:硅管和锗管。硅管受温度影响较小、工作稳定, 因此在自动控制设备中常用硅管。
按三极管内部基本结构可分为:NPN型和PNP型两类。目前我国制造的硅管
多为NPN型(也有少量PNP型),锗管多为PNP型。
按工作频率可分为:高频管和低频管。工作频率高于3MHz为高频管,工作
频率在3MHz以下为低频管。
按功率可分为:小功率管和大功率管。耗散功率小于1W为小功率管,耗散
功率大于1W为大功率管。
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2.输入电阻和输出电阻
输入电阻 输出电阻
Vi Ri Ii Vo Ro Io
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二、估算分析法
估算分析法是利用电路中已知参数,通过数学方程式近似计算来分析放大电路。 常用来估算小信号放大器的静态工作点和放大倍数、输入电阻、输出电阻等。
确定b极
判断e极、c极 13
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第二节 三极管基本放大电路
一、基本放大电路的构成
1.电路元件作用
共发射极基本放大电路由三极管、电阻和电容所组成。 V—晶体三极管,起电流放大作用 +VCC—直流供电电源 Rb—基极偏置电阻 C1—输入耦合电容 C2—输出耦合电容 RC—集电极负载电阻
能力。
共发射极特征频率fT 三极管的ß 值下降到1时,所对应的信号频率称为共发
射极特征频率,它是表征三极管高频特性的重要参数。 (3)极限参数 三极管有使用极限值,如果超出范围则无法保证管子正常工 作。
集电极最大允许电流ICM 若三极管的工作电流超过ICM,其ß 值将下降到正常
值的2/3以下。
集电极最大允许耗散功率PCM 它是三极管的最大允许平均功率。 集—射反向击穿电压V(BR)CEO 它是基极开路时,加在集电极和发射极之
三极管正常导通时,硅管VBE约为0.7V,
锗管约为0.3V,此时的VBE值称为三极管工作 时的发射结正向压降。
输人特性曲线
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第二章 晶体三极管及基本放大电路
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第一节 晶体三极管
晶体三极管是一种利用输入电流控制输出电流的电流控制型器件,它由两个PN 结构成,在电路中主要作为放大和开关元件使用。
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四、三极管器件手册的使用
三极管的类型非常多,从晶体管手册可以查找到三极管的型号,主要用途、主 要参数和器件外形等,这些技术资料是正确使用三极管的依据。
1.三极管型号
国产三极管的型号由五部分组成。
第一部分是数字“3”,表示三极管。 第二部分是用拼音字母表示管子的材料和极
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三、三极管的特性曲线 1.输人特性曲线
输人特性曲线是反映三极管输人回路电压和电流关系的曲线,它是在输出电压 VCE为定值时,iB与vBE对应关系的曲线。
当输入电压vBE较小时,基极电流iB很
小,通常近似为零。
当vBE大于三极管的死区电压vth后,iC
开始上升。
性。 A——PNP锗材料,B——NPN锗材料, C——PNP硅材料,D——NPN硅材料。
三极管型号的读识 3 A G 54 A
规格号
第三部分是用拼音字母表示管子的类型。
X——低频小功率管,G ——高频小功率管, D——低频大功率管,A ——高频大功率管。
三极管 NP锗材料 高频小功率 序号
第四部分用数字表示器件的序号。 第五部分用拼音字母表示规格号。
设置静态工作点情况
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三、放大原理
输入交流信号vi通过电容C1的耦合送到三极管的基极和发射极。交流信号vi与 直流偏压VBEQ叠加的vBE波形如图(b),基极电流iB产生相应的变化,波形如图(c )所示。 电流iB经放大后获得对应的集电极电流iC,如图(d)所示。集—射极电压vCE 波形与输出电流iC变化情况相反,如图(e)所示。 vCE经耦合电容C2隔离直流成分 ,输出的只是放大信号的交流成分vo,波形如图(f)所示。
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