模擬電子技術(shù)網(wǎng)上教學(xué)

1、模擬電子技術(shù)網(wǎng)上教學(xué)主講：趙玉鈴上次課內(nèi)容1、整流及各自特點。 （熟悉）2、倍壓整流及應(yīng)用注意事項。（一般了解）3、濾波，電容濾波及計算。（理解）4、萬用表判斷二極管。 （了解）本次課內(nèi)容（ 2 學(xué)時）第二章基本放大電路把交流信號的電壓量或電流量進行放大的電路。2-1 雙極型晶體三極管圖 1 幾種不同類型的三極管外形圖2-1-1 雙極型晶體三極管的結(jié)構(gòu)及分類即 bjt，可分為npn型和 pnp型三極管，其結(jié)構(gòu)和符號分別如圖2（a）和（ b）。也可分為硅管和鍺管，或高頻管、中頻管和低頻放大管，或放大管和開關(guān)管。目前我國生產(chǎn)的硅管多為npn型，鍺管多為 pnp型。圖 1 為三極管的幾種常見外形。一

2、、npn型三極管的結(jié)構(gòu)如圖 2 所示， npn 型三極管有三個區(qū)、三個極和兩個結(jié)，即集電區(qū)、基區(qū)和發(fā)射區(qū)，集電極、基極和發(fā)射極，集圖 2電結(jié)和發(fā)射結(jié)。三個極分別用c、b和 e表示，發(fā)射極又簡稱為射極。在制造時，通過工藝手段使集電結(jié)的面積特別大，基區(qū)特別薄，而發(fā)射區(qū)摻雜濃度特別高。二、npn型三極管內(nèi)部載流子的運動規(guī)律及電流放大作用如圖 3： e e，發(fā)射結(jié)正偏，集電cb結(jié)反偏； 基區(qū)的多子向發(fā)射區(qū)擴散， 發(fā)射圖 3 npn 型三極管內(nèi)部載流子的運動規(guī)律1參考教材：模擬電子技術(shù)及應(yīng)用 （第二版）編者：趙玉鈴 徐柳娟浙江水利水電專科學(xué)校模 子技 網(wǎng)上教學(xué)主 ： 玉 區(qū)的多子向基區(qū) 散，形成 散 流

3、i pe 和i ne 。因 射區(qū) 度高，而基區(qū)又薄，所以 射區(qū)的大量 子 散到基區(qū)后，只有少量 子與基區(qū)的多子（空穴）復(fù)合形成復(fù)合 流 i rb，其余的 子 散到基區(qū)后成 基區(qū)的少子，同 由于集 反偏，作 基區(qū)少子的 些 子將越 基區(qū)漂移到集 區(qū)被集 收集形成漂移 流i nc ，集 區(qū)的少子漂移到基區(qū)形成集 反向 流i cbo 。管子中的 少子和多子均參與 ，所以三極管稱 雙極型晶體三極管。i c = i nc + i cboi b = i pe + i rb - i cboi e = i pe + i ne由于三極管的工 特點，i cbo 、 i pe 均很小，可忽略， ：i c i nci

4、 b i rbi e i ne通 ，三極管 射 正偏，集 反偏 ， 射區(qū)的 子越 基區(qū)的數(shù)目和在基區(qū)與空穴復(fù)合的數(shù)目 是成一定的比例，即=i nci ci rbi b且當(dāng) i rb 改 ， i nc 也按一定比例改 ，即= ? i nc? i c? i rb? i b圖 4 npn 型三極管測試電路和 近似相同，常用代替。 2-1-2 三極管的伏安特性如 4 為 npn型三極管的 路，射極作 入端（b和 e 接 端）和 出端（c和 e 接 端）的公共端，稱 三極管的共射極接法 。一、輸入特性曲線按 4 路接 ，先改 rc 使 vce = vce1（如 1v），后保持 rc 不 ； 改 rb 得

5、i b 和 vbe ；再改 rb 得另一 i b 和 vbe 得如 5(a)所示的 入特性曲 。重新改 參考教材：模擬電子技術(shù)及應(yīng)用 （第二版）編者：趙玉鈴徐柳娟浙江水利水電?？茖W(xué)校2模 子技 網(wǎng)上教學(xué)主 ： 玉 rc ，使 vce = vce2 （如 3v），再按上述方法 得另一 入特性曲 。從 5（a） ，和非常接近， 明 集 極與射極之 的 位差 vce 大于 1v 后，vce 基極 流 i b 的影響很小 ，i b 主要由 射 正偏 vbe決定。所以， 入特性曲 常圖 5三極管的伏安特性曲線只用 5（a）中曲 表示。三極管的 入特性曲 與二極管的伏安特性曲 非常 似。二、輸出特性曲線如

6、 4，斷開開關(guān) k， i b = 0 ，改 ec， 出 的一 ic 和 vce 的數(shù)據(jù)， 描于以 ic 為 、 vce 橫 的直角坐 系上。合上開關(guān)k，改 rb ，使 i b = i b1 （如 20 a），按同 方法 出一 i c和vce的數(shù)據(jù)；再改 rb，使（如 90 a）， 出另一 數(shù)據(jù)。i b = i b2 可得如 5（b）所示 出特性曲 ， 曲 可分成三個區(qū)：截止區(qū)、 和區(qū)和放大區(qū) 。1 、截止區(qū)圖 5（b）中 i b = 0 的曲 與橫 所 區(qū)域。工作在截止區(qū)的三極管其基極 流 零，集 極 流 集 極反向 流i cbo ，也接近于零，即管子 于截止狀 。2、 和區(qū)從坐 原點開始至曲

7、 成平坦部分止所 區(qū)域，如 5（b）中虛 與 所 部分。工作在 區(qū)域的三極管，集 極與射極之 的 位差vce 很?。ü韫躹ce 1v），基極 流的改 不再影響集 極 流，如 中q 點。當(dāng)i b 分 40a、60a 和80a ，ic 均為 1ma，稱管子 于 和狀 。此 ， 射 和集 均正偏，基極 流失去了 集 極 流的控制作用。使管子 入 和狀 的基極 流叫做 界 和基極 流。3 、放大區(qū)曲 與曲 之 近似平行且 隔幾乎相同的區(qū)域；vce 一般大于 1v（硅管），故 射 正偏，集 反偏。由于曲 平行且 隔相等，所以相同的基極 流 化量? i b 所引起的集 極 流 化量?i c 相同，且 ?

8、ic 比 ?i b 大得多。參考教材：模擬電子技術(shù)及應(yīng)用 （第二版）編者：趙玉鈴徐柳娟浙江水利水電?？茖W(xué)校3模擬電子技術(shù)網(wǎng)上教學(xué)主講：趙玉鈴4 、擊穿區(qū)在 i b 不變的情況下，從ov開始增加 vce 的值，三極管的i c 開始將隨 vce 的增加而增加（在飽和區(qū)），然后 i c 不再改變（放大區(qū)） 。當(dāng) vce 增加到一定值后發(fā)現(xiàn)，繼續(xù)增加vce 會使i c 不再恒定而有較大的上升，稱三極管處于擊穿狀態(tài)。在擊穿區(qū)，由于vce 和 i c 均較大，故 pc = i c vce 很大，造成管子溫度上升。而溫度上升又會激發(fā)出更多的電子空穴對，使電流上升，進一步促使pc 增加，溫度繼續(xù)上升，最后造成

9、管子的熱擊穿。三、溫度特性由于多子與少子共同參與導(dǎo)電，所以溫度對特性的影響較大。當(dāng)溫度上升時，三極管的極限參數(shù)減小，漏電流增加，使其性能下降，管子也易損壞。1 、溫度對 icbo 的影響當(dāng)管子的溫度上升時，輸出特性曲線上移，即集電極電流隨溫度上升而增大。這主要由于熱激發(fā)使少子濃度增加，導(dǎo)致i cbo 增加，從而使i c 增加。2、溫度對的影響溫度上升時，輸出特性曲線上移，即i c增加，使增加；同時間隔也隨溫度上升而加大，即 ?i b 不變時， ?i c 隨溫度上升而增大，所以增大。3 、溫度對 vbe 的影響溫度上升時，輸入特性曲線左移，即vbe 減小，使發(fā)射結(jié)正偏導(dǎo)通所需偏壓減小。綜上所述，

10、溫度上升時，將使i cbo 增加、增大而vbe 減小，這三種結(jié)果將集中體現(xiàn)在集電極電流i c 的增加，因此，溫度上升時有可能改變管子的工作狀態(tài)。2-1-3 三極管的主要參數(shù)一、電流放大倍數(shù)1、共射極直流電流放大倍數(shù)=i c - i cboi ci bi b2、共射極交流電流放大倍數(shù)=?i c?i b參考教材：模擬電子技術(shù)及應(yīng)用 （第二版）編者：趙玉鈴徐柳娟浙江水利水電?？茖W(xué)校4模擬電子技術(shù)網(wǎng)上教學(xué)主講：趙玉鈴3 、共基極直流電流放大倍數(shù) =i c - i cboi ci ei e4 、共基極交流電流放大倍數(shù) = ? i ? ice在實際使用中，常選值在25250 的管子。 值過小，則放大效果不

11、明顯；值過大，則管子的熱穩(wěn)定性較差。二、反向飽和電流1 、 icbo ：發(fā)射極開路時，集電極與基極間的反向飽和電流。2 、 i ceo ：基極開路，且集電結(jié)加反向電壓時，由集電區(qū)穿過基區(qū)進入發(fā)射區(qū)的穿透電流， i ceo = (1 + )i cbo 。反向飽和電流越小，則管子的質(zhì)量越好。由于硅管的反向飽和電流比鍺管小，故常選用硅管。三、極限參數(shù)使管子得到充分利用而又安全可靠的參數(shù)，叫管子的極限參數(shù)。1、集電極最大允許電流i cm當(dāng) ic 增大時， 值將下降。 i cm 指 值不低于允許值時，集電極所允許流過的最大電流。2、集電極最大允許耗散功率pcm管子在使用時， 一般集電結(jié)反偏、發(fā)射結(jié)正偏，

12、 所以集電結(jié)所加電壓比發(fā)射結(jié)大得多，集電結(jié)發(fā)熱較嚴重。當(dāng)溫度過高時，管子的性能將下降，甚至損壞。pcm 是指集電結(jié)結(jié)溫不超過允許值（硅管為150，鍺管為75）時，所允許的集電極最大功耗。3 、反向擊穿電壓bvceo：基極開路時，集電極與發(fā)射極間的反向擊穿電壓。bvebo ：集電極開路時， 發(fā)射極與基極間的反向擊穿電壓，即發(fā)射結(jié)的反向擊穿電壓。雙極型晶體管以輸入電流控制輸出電流，因此是電流控制型器件。2-1-4 萬用表檢測三極管的方法參考教材：模擬電子技術(shù)及應(yīng)用 （第二版）編者：趙玉鈴徐柳娟浙江水利水電專科學(xué)校5模擬電子技術(shù)網(wǎng)上教學(xué)主講：趙玉鈴一、判別三極管的管腳將萬用表置于電阻r 1k 或 r

13、 100檔，用黑表筆接三極管的某一管腳（假設(shè)作為基極），再用紅表筆分別接另外兩個管腳。如果表針指示的兩次都很大，該管便是pnp 管，其中黑表筆所接的那一管腳是基極。若表針指示的兩個阻值均很小，則說明這是一只npn管，黑表筆所接的那一管腳是基極。如果指針指示的阻值一個很大，一個很小，那么黑表筆所接的管腳就不是三極管的基極，再另換一管腳進行類似測試，直至找到基極。判定基極后就可以進一步判斷集電極和發(fā)射極。仍然用萬用表r 1k 或 r 100檔，將兩表筆分別接觸基極之外的兩電極，如果是 pnp型管，用一個 100k電阻接于基極與紅表筆之間，可測得一電阻值，然后將兩表筆交換，同樣在基極與紅表筆間接10

14、0 k電阻，又測得一電阻值，兩次測量中阻值小的一次紅表筆所對應(yīng)的是pnp管集電極，黑表筆所對應(yīng)的是發(fā)射極。如果是npn型管，電阻就要接在基極與黑表筆之間，同樣電阻小的一次黑表筆對應(yīng)的是 npn管集電極，紅表筆所對應(yīng)的是發(fā)射極。在測試中也可以用潮濕的手指代替 100k電阻捏住集電極與基極。 注意測量時不要讓集電極和基極碰在一起，以免損壞晶體管。二、估測穿透電流 i ceo穿透電流 i ceo 大的三極管，耗散功率大，熱穩(wěn)定性差，調(diào)整i c 很困難，噪聲也大。電子電路應(yīng)選用 i ceo 小的管子。一般情況下，可用萬用表估測管子的i ceo 大小。用萬用表 r 1k 檔測量。如果是pnp型管，黑表筆

15、接發(fā)射極，紅表筆接集電極。對小功率鍺管，測出的阻值在幾十k以上；對于小功率硅管，測出的阻值在幾百k以上，這表明 i ceo 不太大。如果測出的阻值小，且表針緩慢地向低阻值方向移動，表明i ceo 大且管子穩(wěn)定性差。如果阻值接近于零，表明晶體管已經(jīng)擊穿損壞。如果阻值為無窮大，表明晶體管內(nèi)部已經(jīng)開路。但要注意，有些小功率硅管由于i ceo 很小，測量時阻值很大，表針移動不明顯，不要誤認為是斷路（如塑封管9013（npn），9012（pnp）等）。對于大功率管， i ceo 比較大，測得的阻值大約只有幾十，不要誤認為是管子已經(jīng)擊穿。穿透電流 i ceo 越小，管子的工作穩(wěn)定性越好，噪聲越小。若i c

16、eo 值較大，甚至超過手冊規(guī)定的 i ceo ，或用手捏緊管殼，該電流值明顯上升，說明管子的熱穩(wěn)定性太差。三、估測電流放大倍數(shù)參考教材：模擬電子技術(shù)及應(yīng)用 （第二版）編者：趙玉鈴徐柳娟浙江水利水電?？茖W(xué)校6模擬電子技術(shù)網(wǎng)上教學(xué)主講：趙玉鈴用萬用表r 1k 檔測量。如果測pnp管，紅表筆接集電極，黑表筆接發(fā)射極，指針會有一點擺動（或幾乎不動）；然后，用一只電阻（ 30100k）跨接于基極與集電極之間，或用手代替電阻捏住集電極與基極（但兩電極不可碰在一起），萬用表讀數(shù)立即偏向低阻值方向。表針擺幅越大表明管子的值越高。兩只相同型號的晶體管，跨接相同阻值的電阻，萬用表中讀得的阻值小的管子值就更高些。如

17、果測的是npn管，則黑、紅表筆應(yīng)對調(diào)。測試時跨接于基極與集電極之間的電阻不可太小，亦不可使基極與集電極短路，以免損壞晶體管。當(dāng)集電極與基極之間跨接電阻后，電表的指示仍不斷變小時，表明該管的值不穩(wěn)定。如果跨接電阻未接時，電表指針擺動較大（有一定電阻），表明該管的穿透電流太大，不宜采用。本次課內(nèi)容1、三極管的分類及結(jié)構(gòu)特點。（了解）2、三極管內(nèi)載流子運動規(guī)律及電流放大作用。（了解）3、三極管的伏安特性及三種工作狀態(tài)和特點。（熟悉）本次課作業(yè)1 題表中各三極管均處于放大狀態(tài)，各電極電位如表中所列，判斷各管的類型、材料和電極。題 1 表序電極電位（ v ）類型材料電極號1 231 231106.762-3.3-3-837.7844606.7531211.36-7.7-2-82 8 個三極管的電極電位已列入題表中，