晶体三极管的结构、特性与检测

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1、课 程 名 称电子 技术 基础课 次内容名称审批签字3晶体三极管的结构、特性授课方法讲授授课时数2教 学 目 的 和 要 求1、了解晶体三极管的结构特点、类型；2、了解晶体三极管的主要参数3、理解晶体三极管的特性曲线；教 学 重 占 八、晶体三极管的特性曲线教 学 难 占 八、晶体三极管的特性曲线复 习 提 问如何判断二极管的好坏？课 后 作 业习题册教学过程引入： 半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种电流控制电流的半 导体器件。其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号， 也用作无触点开关。 本次课主要学习三极管的相关知识。一、晶体三极管的结构、符号和类型1、结构和符号集电极三极

2、管的结构如图所示，在一块极薄的硅或锗基片上经过特殊的加工工艺 制作出两个 PN 结，对应的三个半导体区分别称为发射区、基区和基电区，从 三个区引出的三个电极分别为：发射极、基极和集电极，分别用符号 E、B、C 或e、b、c表示。发射区与基区之间的PN结称为发射结，基电区与基区之间的集电极基极N电区发射区N/集电结ce发射结基极P电区N-基区一发射区P/集电结ce发射结发射极NPN型三极管e 发射极PNP型三极管PN 结称为集电结。三极管分为NPN型和PNP型两大类，其按照两个PN结的组合方式不同,结构和图形符号如图所示，文字符号用 V 表示。图形符号中，箭头方向表示发 射结正向偏置时发射极电流

3、方向，箭头朝外的是NPN型三极管，箭头朝内的是 PNP 型三极管。虽然发射区和集电区半导体类型一样，但发射区的参杂浓度比集电区高， 在几何尺寸上，集电区面积比发射区大，它们并不对称，因此，发射极和集电 极不能互换。2、类型三极管种类很多，按不同的分类方法可分为多种。（课本12页）二、晶体三极管的电流放大作用1、三极管的工作电压三极管要实现放大作用，必须满足一定的外部条件，即发射结加正向电压， 集电结加反向电压。由于NPN型和PNP型三极管极性不同，所以外加电压的 极性也不同。对于NPN型三极管，c、b、e三个电极的电位必须符合：UcUBUE； 对于PNP型三极管，电源的极性与NPN型三极管相反

4、，c、b、e三个电极的电 位应符合：ucvubvUe。 2、三极管的电流放大作用通过调节电位器 RB 的阻值，可调节 基极的偏压，从而调节基极电流IB的大小。 每取一个 IB 值，从毫安表可读取集电极电 流 Ic 和发射电流 IE 的相应值。三、晶体三极管的特性曲线 三极管各极上的电压和电流之间的关三极管电流分配实验电路系，可通过伏安特性曲线直观地描述。三极管的特性曲线主要有输入特性曲线和 输出特性曲线两种，它可以用晶体管特性图示仪直接观察，也可以通过实验电路压 UBE 和基极电流 IB 之间的关系曲线。 从输入特性曲线可以看出，三极管的输入特性曲线与二极管的正向特性曲线相似，只有当发射结的正

5、向电压UBE大于死区电压（硅管0.5V,锗管0.2V）时, 才产生基极电流IB,这时三极管处于正常放大状态，发射结两端电压为UBE （硅 管 0.7V，锗管 0.3V）。2、输出特性输出特性是指在IB 一定条件下,三极管集电极与发射极之间的电压uce与集 电极电流IC之间的关系曲线。每条曲线可分为线性上升、弯曲、平坦三部分。对应不同IB值得不同的曲线，从而形成曲线簇。各条曲线上升部分很陡，几 乎重合,平坦部分则按 IB 值从下往上排列, IB 的取值间隔均匀,相应的特性曲线 在平坦部分也均匀分布，且与横轴平行。10截止区三极管的输出特性曲线提示：对于NPN型三极管：工作于放大区时，UcUBUE

6、；工作于截止区时， UBWUE;工作于饱和区时，UCWUB。PNP型三极管与之相反。 在模拟电子电路中三极管大多工作在放大状态，作为放大管使用；在数字 电子电路中三极管工作在饱和或截止状态，作为开关管使用。四、三极管的主要参数1、电流放大系数反映三极管的电流放大能力。(1) 共射极直流电流放大系数 hFE三极管集电极电流与与基极电流的比值，即hFE=IC/IB。反映三极管的直流电 流放大能力。(2) 共射极交流电流放大系数0三极管集电极电流的变化量与基极电流的变化量之比，即0 =IC/IB。反 映三极管的交流电流放大能力。同一只三极管，在相同的工作条件下hFE0，应用中不再区分，均用0来 表示

7、。选管时， 0 值应恰当， 0 太小，放大作用差；0 太大，性能不稳定，通常选 用30100之间的管子。2、极间反向电流反映三极管的质量好坏。(1) 集电极-基极间的反向饱和电流ICBO发射极开路时，C-B极间的反向饱和电流。ICbo越小，集电结的单向导电性 越好。(2) 集电极-发射极间反向饱和电流ICEO基极开路时(IB=0)，C-E极间的反向电流。好象是从集电极直接穿透三极管 到达发射极的电流，故又叫“穿透电流”。ICEO=(1+0)ICBO,反映了三极管的稳定性。选管子时，ICEO越小，管子 受温度影响越小，工作越稳定。3、极限参数表示三极管工作时，不允许超过的极限值。( 1)集电极最

8、大允许电流 ICM 集电极电流过大时，三极管的0 值要降低，一般规定0 值下降到正常值的 2/3 时的集电极电流为集电极最大允许电流。使用时一般ICVICM，否则管子易烧毁。选管时ICM$IC。(2) 集电极-发射极间的反向击穿电压U(BR)CEO 基极开路时，加在C与E极间的最大允许电压。使用时，一般UceU(BR)CEO,否则易造成管子击穿。选管时，U(bR)CEOUCE。(3) 集电极最大允许耗散功率 PCM集电极消耗功率的最大限额。根据三极管的最高温度和散热条件来规定最大 允许耗散功率Pcm，要求Pcm日CUce。Pcm的大小与环境温度有密切关系，温度升高，pCm减小。对于大功率管, 常在管子上加散热器或散热片，降低管子的环境温度，从而提高pCm。工作时，ICUCePCm，否则管子会因过热而损坏。选管时，PCm$ICUCe。 小结、作业：本次课主要学习了三极管的结构、符号和类型以及三极管的特性曲线和主要 参数，通过学习，要求学生重点理解三极管的特性曲线。完成习题册上的练习题。