精品学习资源晶体三极管一、三极管的电流放大原理晶体三极管 <以下简称三极管）按材料分有两种：锗管和硅管；而每一种又有 NPN和 PNP两种结构形式， 但使用最多的是硅 NPN和 PNP两种三极管，两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的，下面仅介绍 NPN硅管的电流放大原理；图 1、晶体三极管 是三极管的输入特性曲线，它表示 Ib 随 Ube 的变化关系，其特点是： 1）当 Uce 在 0-2 伏范畴 内，曲线位置和外形与 Uce 有关，但当 Uce 高于 2 伏后，曲线 Uce 基本无关通常输入特性由两条曲线 <Ⅰ 和Ⅱ）表示即可；2） 当 Ube＜UbeR时， Ib ≈O称<0～ UbeR>的区段为“死区”当 Ube＞UbeR时， Ib 随 Ube 增加而增加，放大时，三极管工作在较直线的区段；3） 三极管输入电阻，定义为 :rbe=〔 △Ube/ △Ib>Q 点，其估算公式为：rbe=rb+〔 β+1>〔26 毫伏/Ie 毫伏）rb 为三极管的基区电阻，对低频小功率管， rb 约为 300 欧；2、输出特性输出特性表示 Ic 随 Uce 的变化关系 <以 Ib 为参数）从图 2Icbo常温时硅管的 Icbo 小于 1 微安，锗管的 Icbo 约为 10 微安，对于锗管，温度每上升 12℃， Icbo 数值增加欢迎下载精品学习资源一倍，而对于硅管温度每上升 8℃， Icbo 数值增大一倍，虽然硅管的 Icbo 随温度变化更猛烈，但由于锗管的 Icbo 值本身比硅管大，所以锗管仍旧受温度影响较严峻的管，放大区，当晶体三极管发射结处于正偏而集电结于反偏工作时， Ic 随 Ib 近似作线性变化，放大区是三极管工作在放大状态的区域；饱和区 当发射结和集电结均处于正偏状态时， Ic 基本上不随 Ib 而变化，失去了放大功能；依据三极管发射结和集电结偏置情形，可能判别其工作状态；图 2、三极管的输入特性与输出特性截止区和饱和区是三极管工作在开关状态的区域，三极管和导通时，工作点落在饱和区，三极管截止时， 工作点落在截止区；三、三极管的主要参数1、直流参数<1）集电极一基极反向饱和电流 Icbo ，发射极开路 时，基极和集电极之间加上规定的反向电压 Vcb时的集电极反向电流，它只与温度有关，在肯定温度下是个常数，所以称为集电极一基极的反向饱和电流；良好的三极管， Icbo 很小，小功率锗管的 Icbo 约为 1～10 微安，大功率锗管的 Icbo 可达数毫安， 而硅管的 Icbo 就特别小，是毫微安级；<2）集电极一发射极反向电流 Iceo〔 穿透电流）基极开路 Icbo o Icbo 和 Iceo 受温度影响极大，它们是衡量管子热稳固性的重要参数，其值越小，性能越稳固，小功率锗管的 Iceo 比硅管大；<3）发射极 --- 基极反向电流 Iebo 集电极开路时，在发射极与基极之间加上规定的反向电压时发射极的电流，它实际上是发射结的反向饱和电流；<4）直流电流放大系数 β1<或 hEF） 这是指共发射接法，没有沟通信号输入时，集电极输出的直流电流与基极输入的直流电流的比值，即：β1=Ic/Ib2、沟通参数<1）沟通电流放大系数 β<或 hfe ） 这是指共发射极接法，集电极输出电流的变化量△ Ic 与基极输入电流的变化量△ Ib 之比，即：β= △Ic/ △Ib一般晶体管的 β大约在 10-200 之间，假如 β 太小，电流放大作用差，假如 β 太大，电流放大作用虽然大，但性能往往不稳固；<2）共基极沟通放大系数 α <或 hfb ） 这是指共基接法时，集电极输出电流的变化是△ Ic 与发射极电流的变化量△ Ie 之比，即：α=△Ic/ △Ie由于△ Ic ＜△ Ie ，故α ＜1；高频三极管的 α ＞0.90 就可以使用α与β之间的关系：α= β/<1+ β ）β= α/<1- α ）≈ 1/<1- α）<3）截止频率 f β、f α 当β 下降到低频时 0.707 倍的频率，就是共发射极的截止频率 f β ；当α下降到低频时的 0.707 倍的频率，就是共基极的截止频率 f αo f β、f α 是说明管子频率特性的重要参数，它们之间的关系为：f β ≈<1- α） f α<4）特点频率 fT 由于频率 f 上升时， β 就下降，当 β 下降到 1 时，对应的 fT 是全面地反映晶体管的高频放大性能的重要参数；3、极限参数<1）集电极最大答应电流 ICM 当集电极电流 Ic 增加到某一数值，引起 β值下降到额定值的 2/3 或 1/2 ， 这时的 Ic 值称为 ICM；所以当 Ic 超过 ICM 时，虽然不致使管子损坏，但 β 值显著下降，影响放大质量；<2）集电极 ---- 基极击穿电压 BVCBO当发射极开路时，集电结的反向击穿电压称为 BVEBO；<3）发射极 ----- 基极反向击穿电压 BVEBO当集电极开路时，发射结的反向击穿电压称为 BVEBO；欢迎下载精品学习资源<4）集电极 ----- 发射极击穿电压 BVCEO当基极开路时，加在集电极和发射极之间的最大答应电压，使用时假如 Vce＞BVceo，管子就会被击穿；<5）集电极最大答应耗散功率 PCM集电流过 Ic ，温度要上升，管子因受热而引起参数的变化不超过答应值时的最大集电极耗散功率称为 PCM；管子实际的耗散功率于集电极直流电压和电流的乘积，即 Pc=Uce× Ic. 使用时庆使 Pc＜ PCM；PCM与散热条件有关，增加散热片可提高 PCM；一、三极管1. 三极管的放大作用图 1 是收信放大管的结构及符号图，栅极用符号 g 表示，栅极具有掌握阳极电流 ia 的作用；由于栅极与阴极之间的距离较阳极与阴极间的距离近得多，所以栅极对阴极发射电子的影响也较阳极的影响大得多，即是说栅极掌握电子的才能要比阳极大得多，栅压 ug 有多少量的变化，就能引起阳极电流 ia 发生较大的变化，这就是三极管具有放大作用的缘由；图 1 三极管结构及符号2. 三极管的静态特性曲线<1）阳极特性曲线，指栅压 ug 为常数时，阳极是电流 ia 与阳极电压 ua 的变化关系曲线，采纳图 2 的线路可测出在极管阳极特性曲线，图 3 表示 6N8P的阳极特性曲线簇；图 2、测量三极管静态特性曲线的电路从阳极特性的曲线簇可以看出：1）它的每条曲线外形和二极管的行性曲线相像，栅压愈负，曲线愈向右移；这是由于栅压为负进，只有当阳极电压增加到能够抵消在阴极邻近产生的排斥电场以后，才会产生阳极电流； 2）特性曲线的大部分是彼此平行的直线，间隔也比较匀称，但在阳极电流较低的部分，曲线显得弯曲；3）从图中仍可以看出，栅压电流可变化 4 毫安，如栅压保持 ---8 伏不变，要使阳极电流变化 4 毫安，就阳极电压应变化 40 伏才行，这说明书栅压对阳极电流的掌握作用是阳极电压掌握作用的 20 倍；<2）阳栅特性曲线，指阳极电压为常数时，阳极电流 ia 与栅压 ug 的变化关系曲线；仍用图 2 测量阳栅特性曲线；只要把阳极电压 ua 固定在某一数值上，然后一条阳栅特性曲线，在不同的阳极电压下作出许多条曲线就组成特性曲线簇；图 4 为 6N8P阳栅特性曲线簇；图 4、6N8P阳栅特性曲线图 3、6N8P阳极特性曲线欢迎下载精品学习资源从曲线簇可以看出： 1）在阳极电压为定值时，随着负栅压的增加，阳极电流减小；当负栅压增加到某一个数值时，阳极电流减小到零，这时称为阳极电流截止，对应的栅压称为截止栅压； 2）阳极电压越高，特性曲线越往左移，这是由于阳极电压越高，要使阳极电流截止的负栅压也越大；3）从图中仍可看出栅压变化对阳极电流的变化影响很大；3. 三极管的参数<1）跨导跨导的定义是：在阳压保持不变时，栅压 ug 在某一工作点上变化一个增量△ ug，将引起阳极流 ia 相应地弯化一个增量△ ia ，比值△ ia/ △ig 称为跨导，用符号 S 表示，即：S=[ △ia/ △ig|ua< 固定） ]< 毫安/ 伏）跨导具有电导的性质，其物理意义是：在阳压固定不变的条件下，当栅压变化 1 伏时，阳流变化了多少毫安；它说明栅压掌握阳流的才能，跨导越大，栅压掌握阳流的才能就越强；电子管的跨导可以从已知的阳栅特性曲线簇上求出；特性曲线的不同部分的跨导值是不一样的；曲线越陡<即斜率越大）跨导就越大，所以在特性曲线的直线部分，跨导最大，而且各点跨导差不多相同，因此， 电子管手册中给出的跨导，。