培訓24三極管

1、晶體三極管基礎知識Hyj87073教學內容本課學習內容包括：晶體三極管的結構、分類、性能指標、檢測以及在電路中的作用。教學目標目的及要求1、了解晶體三極管的結構、分類、性能指標，培養(yǎng)職工的實際使用選擇晶體三極管的能力。2、了解晶體三極管在電路中的作用，培養(yǎng)職工的識圖能力。過程與方法1、 通過課前搜集晶體三極管相關的內容，自己組織有關的信息，講述晶體三極管的結構、分類、性能指標。2、 通過講解和實際操作，培養(yǎng)職工使用萬用表檢測晶體三極管的方法以及通過標注簡單判斷晶體三極管的主要作用。3、 通過思考晶體三極管作用，使職工了解晶體三極管的開關、放大、等效可變電阻的典型電路。教學重、難點及解決措施重點

2、晶體三極管的作用。難點檢測晶體三極管。教學解決措施對于晶體三極管作用這一重點，通過設計一系列學習任務，由職工進行討論、交流、實際電路分析等手段來突破。為解決教學難點，通過利用現(xiàn)有晶體三極管、實際判斷并檢測等方面加深檢測晶體三極管的印象。教學準備教師準備1、提前預習并查找有關資料。2、查找與本節(jié)課內容有關的文字、圖片等資料。3、撰寫教學教案。教學方法理論講解與實際操作相互結合教學教學課時4個課時教學提綱一、晶體三極管的結構：半導體三極管是一個有三條引腳的半導體器件，它的內部則由兩個PN 結構成，有兩種形式，如圖15-1 所示。其中圖(a) 所示三極管稱為PNP型半導體三極管，圖 (b) 所示三極

3、管稱為NPN 型半導體三極管。半導體三極管從兩個PN 結中引出三個電極，即發(fā)射極、基極及集電極，分別以E 、B 、C 表示。如果在兩個PN 結上加上不同極性的電壓，它們便會有不同的工作狀態(tài)。二、晶體三極管的分類：晶體三極管的種類很多，按半導體材料和導電極性來分有硅材料的NPN 管、PNP 管和鍺材料的NPN管和PNP管;按半導體三極管耗散功率來分，有小功率三極管、中功率三極管和大功率三極管等;按半導體三極管的功能及用途可分為放大管、開關管、復合管(達林頓管)和高反壓管等;若按半導體三極管的工作頻率來分，則有低頻管、高頻管及超高頻管等，具體分類如圖：三、晶體三極管的主要性能指標：1、共發(fā)射極電流

4、放大系數(shù)：在共發(fā)射極電路中，在一定的集電極電壓UCE下，集電極電流變化量IC與基極電流變化量IB，的比值稱為電流放大系數(shù)，即：由于反映了變化量之比，在放大電路中變化量實際上是交流信號，因此把值稱為共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)hFE 。值的標志方法有兩種，即色標法和字母法。色標法使用得較早，通常將顏色涂在三極管的頂部，用不同的顏色來表示管子值的大小。國產(chǎn)小功率管色標顏色與值的對應關系如表：2、共基極電流放大系數(shù)：在共基極電路中，在一定的集電極與基極電壓UCB下，集電極電流的變化量IC與發(fā)射極電流變化量IE的比值稱為電流放大系數(shù) ，即：3、晶體三極管的頻率特性參數(shù)：晶體三極管用于交流放大時，電流放大系

5、數(shù)與頻率有關。當三極管工作頻率較低時，hFE值變化不大，但三極管用于高頻電路時，電流放大系數(shù)將會隨著工作頻率的升高而不斷減小，這時就需要考慮頻率特性參數(shù)了。頻率特性參數(shù)主要有以下幾個。( 1 )共基極截止頻率fa：共基極截止頻率又叫 截止頻率。在共基極電路中，電流放大系數(shù) 值在工作頻率較低時基本上為一常數(shù)。當工作頻率f>fa以后，電流放大系數(shù) 隨頻率的升高而下降，當值下降到o(共基極放大器最低頻率時的電流放大系數(shù))的時所對應的頻率便是fa 。(2) 共發(fā)射極截止頻率f：共發(fā)射極截止頻率又稱截止頻率。它與fa的定義相似，在共發(fā)射極電路里，電流放大系數(shù)值在降低到o的 時所對應的頻率便是f。f

6、和fa有下列關系:在實際工作中，工作頻率f 等于fa或f時，并不等于半導體三極管就截止不工作了，它仍有相當?shù)墓ぷ髂芰?。其?guī)律是f=fa或f=f時， =0.707o或= 0.707o;當f=fa或f=f時， = 0.5o或= 0.5o。但在電路設計中選用三極管時，若電路的工作頻率較高，應盡量選用fa 或f值大的三極管。(3)特征頻率fT：當工作頻率超過截止頻率f以后，值開始下降，當值下降為1時，所對應的頻率叫做特征頻率fT。當工作頻率f =fT時，半導體三極管就完全失去了電流放大功能。由于f·=常數(shù)，有時稱fT為增益帶寬乘積。(4) 最高振蕩頻率fM：最高振蕩頻率的定義為:當半導體三極

7、管的功率增益等于1時的頻率稱為半導體三極管的最高振蕩頻率fM。當工作頻率大于fM時，三極管不能得到功率放大;當工作頻率低于fM時，三極管可獲得功率放大?？梢奻M 是半導體三極管的一個重要參數(shù)。在一般情況下，要使三極管工作穩(wěn)定，又有一定的功放作用，三極管的實際工作頻率應為(1/3 - 1/4)fM 。4、管極間的反向電流 : 半導體三極管極間的反向電流指的是集電極一基極間反向電流ICBO 和集電極一發(fā)射極間反向電流ICEO。ICEO使用得較多，它是指三極管基極開路時，集電極C和發(fā)射極E之間的反向電流，又稱為穿透電流或反向擊穿電流。小功率錯三極管的ICEO 較大，通常在500A 以下，硅三極管的I

8、CEO都很小，通常在1A 以下，同一個三極管的ICEO比ICBO大得多，且隨溫度的升高而急劇增加，因此這個參數(shù)是衡量三極管穩(wěn)定性好壞的重要參數(shù)之一。5、三極管的極限參數(shù)各種電子元器件都有一個使用極限值要求，對于晶體三極管來講，它的主要極限參數(shù)有以下幾個。(1)集電極最大允許電流ICM：半導體三極管允許通過的最大電流即為ICM 。當集電極電流IC增大到一定程度時，值便會明顯下降，這時三極管不至于燒壞，但已不宜使用。因此，規(guī)定值下降到額定值的2/3 時所對應的集電極電流為集電極最大電流ICM。(2) 集電極最大允許耗散功率PCM：集電極耗散功率實際上是集電極電流IC和集電極電壓UCE的乘積。在使用

9、三極管時，實際功耗不允許超過PCM還應留有較大的余量。耗散功率會引起三極管發(fā)熱，使結溫升高。如果集電極的耗散功率過大，將會使集電結的溫度超過允許值而被燒壞。為了提高PCM的數(shù)值，大功率三極管都要求加裝散熱片，此時手冊中給出的大功率三極管的PCM是指帶有散熱片時的數(shù)值。(3)集電極一發(fā)射極反向擊穿電壓BVCEO ( VCEO )：BVCEO是指三極管基極開路時，加在集電極C 和發(fā)射極E 之間的最大允許電壓。使用時，若VCE > BVCEO。則會導致三極管擊穿而損壞。(4) 集電極一基極反向擊穿電壓BVCBO ( VCBO )：BVCBO是指三極管發(fā)射極開路時，集電結的反向最大電壓。使用時，

10、集電極與基極間的反向電壓不允許超過此值的規(guī)定。(5) 發(fā)射極基極反向擊穿電壓BVCEO( VCEO)：BVEBO是指三極管集電極開路時，發(fā)射結的反向最大電壓。使用時，發(fā)射結承受的反向電壓不應超過此值的規(guī)定.四、晶體三極管檢測常識：通常我們要用R×1k檔，不管是NPN管還是PNP管，不管是小功率、中功率、大功率管，測其be結cb結都應呈現(xiàn)與二極管完全相同的單向導電性，反向電阻無窮大，其正向電阻大約在10K左右。為進一步估測管子特性的好壞，必要時還應變換電阻檔位進行多次測量，方法是：置R×10檔測PN結正向導通電阻都在大約200左右；置R×1檔測PN結正向導通電阻都在

11、大約30左右，（以上為47型萬用表測得數(shù)據(jù)，其它型號萬用表大概略有不同，可多試測幾個好管總結一下，做到心中有數(shù)）如果讀數(shù)偏大太多，可以斷定管子的特性不好。還可將萬用表置于R×10k再測，耐壓再低的管子（基本上三極管的耐壓都在30V以上），其cb結反向電阻也應在，但其be結的反向電阻可能會有些，萬用表針會稍有偏轉（一般不會超過滿量程的1/3，根據(jù)管子的耐壓不同而不同）。同樣，在用R×10k檔測ec間(對NPN管）或ce間（對PNP管）的電阻時，萬用表針可能略有偏轉，但這不表示管子是壞的。但在用R×1k以下檔測ce或ec間電阻時，萬用表頭指示應為無窮大，否則管子就是有

12、問題。應該說明一點的是，以上測量是針對硅管而言的，對鍺管不適用。不過現(xiàn)在鍺管也很少見了。另外，所說的“反向”是針對PN結而言，對NPN管和PNP管方向實際上是不同的?，F(xiàn)在常見的三極管大部分是塑封的，如何準確判斷三極管的三只引腳哪個是b、c、e？三極管的b極很容易測出來，但怎么斷定哪個是c哪個是e？這里推薦三種方法：第一種方法：對于有測三極管hFE插孔的指針表，先測出b極后，將三極管隨意插到插孔中去（當然b極是可以插準確的），測一下hFE值，然后再將管子倒過來再測一遍，測得hFE值比較大的一次，各管腳插入的位置是正確的。第二種方法：對無hFE測量插孔的表，或管子太大不方便插入插孔的，可以用這種方

13、法：對NPN管，先測出b極（管子是NPN還是PNP以及其b腳都很容易測出，是吧？），將表置于R×1k檔，將紅表筆接假設的e極（注意拿紅表筆的手不要碰到表筆尖或管腳），黑表筆接假設的c極，同時用手指捏住表筆尖及這個管腳，將管子拿起來，用你的舌尖舔一下b極，看表頭指針應有一定的偏轉，如果你各表筆接得正確，指針偏轉會大些，如果接得不對，指針偏轉會小些，差別是很明顯的。由此就可判定管子的c、e極。對PNP管，要將黑表筆接假設的e極（手不要碰到筆尖或管腳），紅表筆接假設的c極，同時用手指捏住表筆尖及這個管腳，然后用舌尖舔一下b極，如果各表筆接得正確，表頭指針會偏轉得比較大。當然測量時表筆要交換

14、一下測兩次，比較讀數(shù)后才能最后判定。這個方法適用于所有外形的三極管，方便實用。根據(jù)表針的偏轉幅度，還可以估計出管子的放大能力，當然這是憑經(jīng)驗的。第三種方法：先判定管子的NPN或PNP類型及其b極后，將表置于R×10k檔，對NPN管，黑表筆接e極，紅表筆接c極時，表針可能會有一定偏轉，對PNP管，黑表筆接c極，紅表筆接e極時，表針可能會有一定的偏轉，反過來都不會有偏轉。由此也可以判定三極管的c、e極。不過對于高耐壓的管子，這個方法就不適用了。 對于常見的進口型號的大功率塑封管，其c極基本都是在中間。中、小功率管有的b極可能在中間。當然也有c極在中間的。所以在維修更換三極管時，尤其是這些

15、小功率三極管，不可拿來就按原樣直接安上，一定要先測一下。測三極管穿透電流：NPN型管（PNP型表筆對調）ce極間電阻應很大，此電阻值越大，三極管穿透電流越小，工作穩(wěn)定性越好，若手握此管時，電阻值逐漸減小，則三極管穩(wěn)定性很差。測三極管放大能力：在前項測量基礎上在三極管cb兩極間加一個100K電阻，則表針應向右擺動擺動角度越大，三極管放大倍數(shù)越大。五、晶體三極管應用電路：1、電壓、電流放大電路：下圖a、b、c分別是晶體三極管放大電路的共發(fā)射極、共集電極、共基極接法。a b ca的特點：電壓、電流放大倍數(shù)大，功率放大倍數(shù)最大，但輸入、輸出阻抗一般；b的特點：電流放大倍數(shù)小，電壓放大倍數(shù)大，功率放大倍數(shù)一般，輸入阻抗小，輸出阻抗大；c的特點：電流放大倍數(shù)大，電壓放大倍數(shù)小，功率放大倍數(shù)小，但輸入阻抗最大，輸出阻抗最小。2、等效可變電阻電路：控制晶體三極管的基極電流的大小，便可以改變集電極電流的