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1、中职电子线路教案 第二章四川省孝泉师范学校- 李洪波第 2 章晶体三极管和场效应管一、教学目标：1掌握晶体三极管的结构、工作电压、基本连接方式和电流分配关系。2熟练掌握晶体三极管的放大作用；共发射极电路的输入、输出特性曲线；主要参数及温度对参数的影响。3了解 MOS 管的工作原理、特性曲线和主要参数。二、教学难点：1晶体三极管的放大作用2输入、输出特性曲线及主要参数三、学时分配：序 号内容学 时12.1晶体三极管422.2场效应管43 本章小结与习题4本章总课时82.1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。特点：管内有两种载流子参与导电。三极管的结构、分类和符号
2、一、晶体三极管的基本结构1三极管的外形：如图2.1.1 所示。2特点：有三个电极，故称三极管。3三极管的结构：如图2.1.2 所示。晶体三极管有三个区发射区、基区、集电区；两个 PN 结发射结( BE 结 ) 、集电结(BC 结)；三个电极发射极e( E) 、基极 b( B)和集电极c( C) ；两种类型PNP 型管和 NPN 型管。工艺要求：图三极管外形图三极管的结构图发射区掺杂浓度较大；基区很薄且掺杂最少；集电区比发射区体积大且掺杂少。二、晶体三极管的符号晶体三极管的符号如图2.1.3 所示。箭头：表示发射结加正向电压时的电流方向。文字符号： V三、晶体三极管的分类1三极管有多种分类方法。
3、按内部结构分：有 NPN 型和 PNP 型管；按工作频率分：有低频和高频管；按功率分：有小功率和大功率管；图三极管符号- 9 -中职电子线路 教案 第二章四川省孝泉师范学校 - 李洪波按用途分：有普通管和开关管；按半导体材料分：有锗管和硅管等等。2国产三极管命名法：见电子线路P249 附录二。例如： 3DG 表示高频小功率NPN 型硅三极管； 3CG 表示高频小功率PNP 型硅三极管； 3AK表示 PNP 型开关锗三极管等。三极管的工作电压和基本连接方式一、晶体三极管的工作电压三极管的基本作用是放大电信号；工作在放大状态的外部条件是发射结加正向电压，集电结加反向电压。图三极管电源的接法如图所示
4、： V 为三极管， GC 为集电极电源，GB 为基极电源，又称偏置电源，Rb 为基极电阻， Rc 为集电极电阻。二、晶体三极管在电路中的基本连接方式如图所示，晶体三极管有三种基本连接方式：共发射极、共基极和共集电极接法。最常用的是共发射极接法。图三极管在电路中的三种基本联接方式三极管内电流的分配和放大作用一、电流分配关系演示动画三极管的电流分配关系测量电路如图2.1.6 所示：调节电位器RP ，测得发射极电流 I E 、基极电流 I B 和集电极电流I C 的对应数据如表 2.1.1所示。图三极管三个电流的测量2.1.1I B/mA0.00100.010.020.030.040.05I C/m
5、A0.0010.010.561.141.742.332.91I E/mA00.010.571.161.772.372.96由表可见，三极管中电流分配关系如下：-10-中职电子线路教案 第二章四川省孝泉师范学校- 李洪波I EI CI B( 2.1.1)因 IB很小，则I CI E( 2.1.2)说明：1IE 0时， ICI BICBO 。I CBO 称为集电极基极反向饱和电流，见图2.1.7( a) 。一般 I CBO 很小，与温度有关。2IB 0时， ICI EICEO 。I CEO 称为集电极发射极反向电流，又叫穿透电流，见图 2.1.7( b) 。I CEO 越小，三极管温度稳定性越好。
6、硅管的温度稳定性比锗管好。二、晶体三极管的电流放大作用图 2.1.7I CBO 和 I CEO 示意图演示动画三极管的电流放大作用由表 2.1.1得出I C0.58 mAI B580.01 mA结论：1三极管有电流放大作用基极电流微小的变化，引起集电极电流IC 较大变化。2交流电流放大系数表示三极管放大交流电流的能力I C( 2.1.3)I B3直流电流放大系数表示三极管放大直流电流的能力I C( 2.1.4)I B4通常，所以 ICI B 可表示为I CI B( 2.1.5)考虑 I CEO，则I CI BI CEO( 2.1.6)2.1.4 三极管的输入和输出特性一、共发射极输入特性曲线演
7、示动画三极管的输入特性输入特性曲线：集射极之间的电压VCE 一定时，发射结电压 VBE 与基极电流IB 之间的关系曲线，如图2.1.9 所示。 由图可见：1当 VCE2 V 时，特性曲线基本重合。2当 VBE 很小时， IB 等于零，三极管处于截止状态；3当 VBE 大于门槛电压 ( 硅管约 0.5V ，锗管约 0.2 V )时， I B 逐渐增大，三极管开始导通。4三极管导通后，VBE 基本不变。硅管约为0.7 V，锗管约为 0.3 V ，称为三极管的导通电压。5 VBE 与 I B 成非线性关系。图 2.1.9二、晶体三极管的输出特性曲线共发射极输入特性曲线演示动画三极管的输出特性输出特性
8、曲线：基极电流I B 一定时，集、射极之间的电压VCE 与集电极电流I C 的关系曲线，如图 2.1.10 所示。-11-中职电子线路 教案 第二章四川省孝泉师范学校 - 李洪波由图可见：输出特性曲线可分为三个工作区。1截止区条件：发射结反偏或两端电压为零。特点： I B 0，IC I CEO 。2饱和区条件：发射结和集电结均为正偏。特点： VCE VCES 。VCES 称为饱和管压降，小功率硅管约0.3 V，锗管约为 0.1 V 。3放大区条件：发射结正偏，集电结反偏。图 2.1.10三极管的输出特性曲线特点： IC 受 IB 控制，即 ICI B 。在放大状态，当IB 一定时， I C 不
9、随 VCE 变化，即放大状态的三极管具有恒流特性。三极管主要参数三极管的参数是表征管子的性能和适用范围的参考数据。一、共发射极电流放大系数1直流放大系数。2交流放大系数。电流放大系数一般在10 100 之间。太小，放大能力弱，太大易使管子性能不稳定。一般取30 80 为宜。二、极间反向饱和电流1集电极基极反向饱和电流I CBO 。2集电极发射极反向饱和电流I CEO 。I CEO(1)I CBO反向饱和电流随温度增加而增加，是管子工作状态不稳定的主要因素。因此，常把它作为判断管子性能的重要依据。硅管反向饱和电流远小于锗管，在温度变化范围大的工作环境应选用硅管。三、极限参数1. 集电极最大允许电
10、流 ICM三极管工作时，当集电极电流超过I CM 时，管子性能将显著下降，并有可能烧坏管子。2. 集电极最大允许耗散功率PCM当管子集电结两端电压与通过电流的乘积超过此值时，管子性能变坏或烧毁。3.集电极发射极间反向击穿电压V(BR)CEO管子基极开路时，集电极和发射极之间的最大允许电压。当电压越过此值时，管子将发生电压击穿，若电击穿导致热击穿会损坏管子。三极管的简单测试一、硅管或锗管的判别判别电路如图所示。当 V0.60.7 V 时，为硅管；当V0.10.3V 时，为锗管。图判别硅管和锗管的测试电路图 估测的电路-12-中职电子线路教案 第二章四川省孝泉师范学校- 李洪波二、估计比较的大小NPN 管估测电路如图2.1.12 所示。万用表设置在R 1 k挡，测量并比较开关S 断开和接通时的电阻值。前后两个读数相差越大，说明管子的越高，即电流放大能力越大。估测 PNP 管时，将万用表两只表笔对换位置。三、估
