晶體三極管ppt課件

1、 晶 體 三 極 管 學(xué)習(xí)單元六 課題二 三極管的特性三極管的特性三極管的運(yùn)用三極管的運(yùn)用三極管的重要參數(shù)三極管的重要參數(shù) 簡(jiǎn)易時(shí)間繼電器簡(jiǎn)易時(shí)間繼電器becbec兩種類型NPN型型PNP型型1 1 N ：Negative，負(fù)，負(fù)， 以電子為主以電子為主 P ：Positive，正，以空穴為主，正，以空穴為主2 2 b: 基基 極極(base) c: 集電極集電極(collector)e: 發(fā)射極發(fā)射極(emitter)3 3 箭頭所指方向?yàn)殡娏魅菀走^(guò)的方箭頭所指方向?yàn)殡娏魅菀走^(guò)的方 向。向。 NPN NPN：電流從管子流向發(fā)射極：電流從管子流向發(fā)射極 PNP PNP：電流從發(fā)射極流向管子：電

2、流從發(fā)射極流向管子管子管子 管子管子 becNPN型型 正向偏壓正向偏壓 反向偏壓反向偏壓 基極基極b、集電極、集電極c接正電壓接正電壓發(fā)射極發(fā)射極e接負(fù)電壓接負(fù)電壓 基極基極b、集電極、集電極c接負(fù)電壓接負(fù)電壓發(fā)射極發(fā)射極e接正電壓接正電壓 三極管有電流流過(guò)三極管有電流流過(guò)三極管無(wú)電流流過(guò)三極管無(wú)電流流過(guò)E要使三極管正常任務(wù)，必需使要使三極管正常任務(wù)，必需使其電流的流向與符號(hào)中箭頭所其電流的流向與符號(hào)中箭頭所指的方向一致。指的方向一致。+-+-becNPN型型bec+-E三極管的基極和發(fā)射三極管的基極和發(fā)射極之間相當(dāng)于一個(gè)二極之間相當(dāng)于一個(gè)二極管的極管的2個(gè)電極個(gè)電極 。 E導(dǎo)通壓降也為導(dǎo)通

3、壓降也為0.7V。 0.7V0.7V 如何分析三極管電路如何分析三極管電路 NPN TMPS8050 集電極回路集電極回路基極回路基極回路Ie= Ib+Ic兩個(gè)回路電流均流過(guò)發(fā)射極兩個(gè)回路電流均流過(guò)發(fā)射極 IcIbIeVceVbe Rc 200 1/2WVAA+AEb0V5V5V9VEcRb 10K+Rb,Eb,三極管三極管be Ib=Eb-VbeRb=Eb- 0.7VRb歐姆定律：歐姆定律：由于：由于：Rb一定，一定，Vbe = 0.7V所以：所以：Ib隨隨Eb變化而變化變化而變化Ec= IcRcx+ VceRc,Ec,三極管三極管ce NPN 型型 基極電源基極電源Eb 集電極電源集電極電

4、源Ec 集電極電壓集電極電壓VcVo 集電極電壓集電極電壓VIc 集電極電流集電極電流mAIb 基極電流基極電流(uA)0V1V2V3V4V5V9V基極回路基極回路源電壓源電壓Vb0.2Vau 位于位于a左側(cè)區(qū)域左側(cè)區(qū)域u Ib=Ic= 0u Vo= Ec= 9V截止區(qū)截止區(qū) NPN 型型 基極電源基極電源Eb 集電極電源集電極電源Ec 集電極電壓集電極電壓VcIcIbIe0.7VVo 集電極電壓集電極電壓VIc 集電極電流集電極電流mAIb 基極電流基極電流(uA)0V1V2V3V4V5V9V基極回路基極回路源電壓源電壓Vb0.2Vb NPN 型型 基極電源基極電源Eb 集電極電源集電極電源

5、Ec 集電極電壓集電極電壓VcIcIbIeu 位于位于ab區(qū)域區(qū)域u Ic隨隨Ib成比例添加，成比例添加，即即u Vo逐漸下降逐漸下降放大區(qū)放大區(qū) =IcIbVOIcIb放大區(qū)放大區(qū)3.7V0.7VaVo 集電極電壓集電極電壓VIc 集電極電流集電極電流mAIb 基極電流基極電流(uA)0V1V2V3V4V5V9V基極回路基極回路源電壓源電壓Vb0.2Vab飽和區(qū)飽和區(qū) NPN 型型 基極電源基極電源Eb 集電極電源集電極電源Ec 集電極電壓集電極電壓VcIcIbIeu 位于位于b右側(cè)區(qū)域右側(cè)區(qū)域u Ic到達(dá)最大值到達(dá)最大值u Vo約等于約等于0.2V飽和區(qū)飽和區(qū)3.7VVOIcIb放大區(qū)放大

6、區(qū)0.7V三種形狀三種形狀截止形狀截止形狀即使集電極加有電壓，但基極無(wú)電流流過(guò)，即使集電極加有電壓，但基極無(wú)電流流過(guò)， 即即Ic = Ie = 0 時(shí)時(shí), Vce等于電源電壓等于電源電壓放大形狀放大形狀集電極電流受控于基極電流集電極電流受控于基極電流放大倍數(shù)：放大倍數(shù)： ，Ic隨隨Ib成比例添加成比例添加Vce逐漸降低逐漸降低飽和形狀飽和形狀集電極電流集電極電流Ic堅(jiān)持最大值而不再添加，堅(jiān)持最大值而不再添加，Ib IcVce約等于約等于0.2V0.3V集電極電流為集電極回路可以提供的最大電流集電極電流為集電極回路可以提供的最大電流Ic=Ib NPN TMPS8050 IcIbIeVceVbe

7、Rc 200 1/2WVAA+AEb0V5V5V9VEcRb 10K+bec基極基極輸入端輸入端發(fā)射極發(fā)射極公共端公共端A集電極集電極輸出端輸出端檢測(cè)基極電流檢測(cè)基極電流 的電流計(jì)的電流計(jì)由基極電流控由基極電流控制的電流源制的電流源三極管的特性三極管的特性三極管的運(yùn)用三極管的運(yùn)用三極管的重要參數(shù)三極管的重要參數(shù) 簡(jiǎn)易時(shí)間繼電器簡(jiǎn)易時(shí)間繼電器u發(fā)射極發(fā)射極-集電極最大耐壓，超越此值三極管將被擊穿集電極最大耐壓，超越此值三極管將被擊穿u在選擇晶體管時(shí)，在選擇晶體管時(shí)，Vceo大約為所用電源電壓大約為所用電源電壓2倍倍uS8050的的Vceo為為25VVceoIcIbIeVce+becIcIbIeV

8、ce+becu最大集電極電流，即流過(guò)三極管集電極的最大電流最大集電極電流，即流過(guò)三極管集電極的最大電流u在選擇晶體管時(shí)，在選擇晶體管時(shí)，Icm大約為三極管正常任務(wù)時(shí)流大約為三極管正常任務(wù)時(shí)流過(guò)集電極最大電流的過(guò)集電極最大電流的2倍倍uS8050的的Icm為為0.5AIcmIcIbIeVce+becu用用Pc表示集電極發(fā)射極耗費(fèi)功率表示集電極發(fā)射極耗費(fèi)功率,那么那么Pc = Ic x VceuPc在三極管內(nèi)部轉(zhuǎn)換為熱導(dǎo)致三極管內(nèi)部溫度上升，在三極管內(nèi)部轉(zhuǎn)換為熱導(dǎo)致三極管內(nèi)部溫度上升，那么那么Pcm就是可耗費(fèi)的最大功耗值就是可耗費(fèi)的最大功耗值uS8050的的Pcm為為0.625WPcm0V1V2V

9、3V4V5V9VVo 集電極電壓集電極電壓VIc 集電極電流集電極電流mAIb 基極電流基極電流(uA)基極回路源電壓基極回路源電壓Vb0.2VabIc Ib VO 放大區(qū)放大區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū)截止截止 形狀形狀 Vce最大，最大，Ic最小約為最小約為0，那么功耗較小那么功耗較小 放大放大 形狀形狀 Vce較大，較大，Ic也較大也較大那么功耗最大那么功耗最大截止區(qū)截止區(qū)三極管的特性三極管的特性三極管的運(yùn)用三極管的運(yùn)用三極管的重要參數(shù)三極管的重要參數(shù) 簡(jiǎn)易時(shí)間繼電器簡(jiǎn)易時(shí)間繼電器 Vo=Vc,即高電平即高電平 “1 Vo0,即低電平即低電平 “0 迅速越過(guò)放大區(qū)，方迅速越過(guò)放大區(qū)，方可滿足開(kāi)關(guān)形狀可

10、滿足開(kāi)關(guān)形狀三極管在何種三極管在何種形狀下滿足開(kāi)形狀下滿足開(kāi)關(guān)形狀？關(guān)形狀？ 兩種兩種 形狀形狀 關(guān)：關(guān)：1 開(kāi)：開(kāi)：0 截止區(qū)截止區(qū) 0V1V2V3V4V5V9VVo 集電極電壓集電極電壓VIc 集電極電流集電極電流mAIb 基極電流基極電流(uA)基極回路源電壓基極回路源電壓Vb0.2VabVOIcIb截止區(qū)截止區(qū)放大區(qū)放大區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū) 飽和區(qū)飽和區(qū) 輸入輸入Vi輸出輸出Vobec R31KS8050R1 10K R2 4.7K+Vcc“0(0V)Vo = Vcc “1Ic = 0 截截止止態(tài)態(tài)(a) 三極管開(kāi)關(guān)電路圖三極管開(kāi)關(guān)電路圖 R31KS8050輸入輸入Vi輸出輸出Vo(b) 三

11、極管開(kāi)關(guān)等效電路三極管開(kāi)關(guān)等效電路開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)斷斷開(kāi)開(kāi)輸入輸入Vi輸出輸出Vobec R31KS8050R1 10K R2 4.7K+Vcc(a) 三極管開(kāi)關(guān)電路圖三極管開(kāi)關(guān)電路圖+Vcc0V+Vcc0V輸入輸入Vi輸出輸出Vo(c) 三極管開(kāi)關(guān)輸入輸出波形三極管開(kāi)關(guān)輸入輸出波形 R31KS8050輸入輸入Vi輸出輸出Vo(b) 三極管開(kāi)關(guān)等效電路三極管開(kāi)關(guān)等效電路“1(5V)Vo = 0V“0開(kāi)封開(kāi)封鎖鎖合合繼電器引見(jiàn)繼電器引見(jiàn) 一類常見(jiàn)的電子控制器件 運(yùn)用于各類自動(dòng)控制電路中 用較小的電流去控制較大的電流的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān) 具有控制系統(tǒng)輸入回路和被控制系統(tǒng)輸出回路 在電路中起自動(dòng)調(diào)理、平安維護(hù)、

12、轉(zhuǎn)換電路等作用 從制造工藝上來(lái)分，有電磁繼電器、熱敏干簧繼電器、固態(tài)繼電器、磁簧繼電器、光繼電器等等 電磁式繼電器電磁式繼電器 支架支架 銜鐵銜鐵 彈簧彈簧 電磁線圈電磁線圈 觸點(diǎn)觸點(diǎn) 電氣符號(hào)電氣符號(hào) 常閉端常閉端NC 公共端公共端COM 常開(kāi)端常開(kāi)端NO 輸入輸入 輸出輸出 I I任務(wù)原理任務(wù)原理 當(dāng)輸入端當(dāng)輸入端1 1和和2 2之間經(jīng)過(guò)足夠大的直流電時(shí)，電磁線圈產(chǎn)生磁力可之間經(jīng)過(guò)足夠大的直流電時(shí)，電磁線圈產(chǎn)生磁力可 吸引銜鐵，在公共觸點(diǎn)吸引銜鐵，在公共觸點(diǎn)4 4分開(kāi)觸點(diǎn)分開(kāi)觸點(diǎn)3 3而與觸點(diǎn)而與觸點(diǎn)5 5短接在一同；短接在一同； 當(dāng)撤銷輸入端電流時(shí)，電磁線圈失去磁性，在彈簧的作用下觸點(diǎn)當(dāng)

13、撤銷輸入端電流時(shí)，電磁線圈失去磁性，在彈簧的作用下觸點(diǎn)4 4 彈回觸點(diǎn)彈回觸點(diǎn)3 3而與觸點(diǎn)而與觸點(diǎn)5 5斷開(kāi)。斷開(kāi)。 通常，控制輸入線圈的是低電壓通常，控制輸入線圈的是低電壓mAmA級(jí)的信號(hào)，而輸出觸點(diǎn)與輸入之間級(jí)的信號(hào)，而輸出觸點(diǎn)與輸入之間是絕緣的，并且觸點(diǎn)可以接受高電壓是絕緣的，并且觸點(diǎn)可以接受高電壓A A級(jí)的強(qiáng)電信號(hào)，輸出功率與輸入功率級(jí)的強(qiáng)電信號(hào)，輸出功率與輸入功率之比可達(dá)千倍以上。之比可達(dá)千倍以上。開(kāi)關(guān)受控于開(kāi)關(guān)受控于電感線圈電感線圈 小型繼電器實(shí)物圖小型繼電器實(shí)物圖 一些小型繼電器的實(shí)物照片一些小型繼電器的實(shí)物照片 被封裝在透明殼內(nèi)的繼電器被封裝在透明殼內(nèi)的繼電器 線圈線圈 底座

14、底座 觸點(diǎn)觸點(diǎn) 彈簧彈簧 繼電器繼電器 任務(wù)原理任務(wù)原理 繼電器線圈需求流過(guò)較大電流繼電器線圈需求流過(guò)較大電流(約約50mA)才干使繼電器吸合，普通才干使繼電器吸合，普通的集成電路不能提供這樣大的電流，因此必需進(jìn)展擴(kuò)流，即驅(qū)動(dòng)。的集成電路不能提供這樣大的電流，因此必需進(jìn)展擴(kuò)流，即驅(qū)動(dòng)。輸入輸入VibecS8050R1 R2 4.7K+Vcc用用NPN三極管驅(qū)動(dòng)繼電器電路圖三極管驅(qū)動(dòng)繼電器電路圖DIN4007ON+Vcc0VOFF 1.繼電器吸合過(guò)程 2.續(xù)流二極管作用 3.R1、R2電阻取值續(xù)流二極管續(xù)流二極管繼電器繼電器輸入輸入Vi續(xù)流二極管續(xù)流二極管becS8050R1 R2 4.7K+V

15、cc用用NPN三極管驅(qū)動(dòng)繼電器電路圖三極管驅(qū)動(dòng)繼電器電路圖DIN4007繼電器繼電器 1.繼電器吸合過(guò)程釋釋放放+Vcc0VOFF輸入輸入Vi續(xù)流二極管續(xù)流二極管becS8050R1 R2 4.7K+Vcc用用NPN三極管驅(qū)動(dòng)繼電器電路圖三極管驅(qū)動(dòng)繼電器電路圖DIN4007繼電器繼電器 1.繼電器吸合過(guò)程ON+Vcc0VOFF吸吸合合輸入輸入VibecS8050R1 R2 4.7K+Vcc用用NPN三極管驅(qū)動(dòng)繼電器電路圖三極管驅(qū)動(dòng)繼電器電路圖DIN4007繼電器繼電器ON+Vcc0VOFFOFF 2.續(xù)流二極管作用關(guān)斷時(shí)線圈關(guān)斷時(shí)線圈將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)三極管由飽和變?yōu)榻刂顾查g，繼電器電感

16、三極管由飽和變?yōu)榻刂顾查g，繼電器電感線圈中的電流忽然失去流統(tǒng)統(tǒng)路，從而在線圈中的電流忽然失去流統(tǒng)統(tǒng)路，從而在線圈兩端產(chǎn)生較大的反向電動(dòng)勢(shì)，極性為線圈兩端產(chǎn)生較大的反向電動(dòng)勢(shì)，極性為下正上負(fù)，可達(dá)下正上負(fù)，可達(dá)100伏以上，足以損壞三伏以上，足以損壞三極管極管為維護(hù)三極管，將開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)線為維護(hù)三極管，將開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)線圈所產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢(shì)經(jīng)過(guò)箭頭圈所產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢(shì)經(jīng)過(guò)箭頭所指方向放掉，并使集電極對(duì)地所指方向放掉，并使集電極對(duì)地電壓最高不超越電壓最高不超越(+Vcc)+0.7V確保當(dāng)輸入為確保當(dāng)輸入為+Vcc時(shí)三極管時(shí)三極管可靠飽和可靠飽和 3.R1、R2電阻取值Ib Ics 飽和條件：飽和條件：例

17、如：例如：假設(shè)假設(shè)Vcc=+5V,Ics=50mA,=100，且且R2=4.7k，計(jì)算，計(jì)算R1取值。取值。.5V-0.7VR10.7V4.7K-0.5mA那么：那么：R1 三極管的特性三極管的特性三極管的運(yùn)用三極管的運(yùn)用三極管的重要參數(shù)三極管的重要參數(shù) 簡(jiǎn)易時(shí)間繼電器簡(jiǎn)易時(shí)間繼電器RC充放電回路知識(shí)回想充放電回路知識(shí)回想 - - - - - - - - + + + + + + + + + + + +- - - - - - tVC0E放電曲線放電曲線恒流恒流E/RE/R充電曲線充電曲線實(shí)踐充電曲線實(shí)踐充電曲線VCECKR12RC充放電回路充放電回路 RC充放電波形充放電波形 K K打到打到1

18、1處，對(duì)電容器充電處，對(duì)電容器充電 K K打到打到2 2處，電容器經(jīng)過(guò)處，電容器經(jīng)過(guò)R R放電放電充電充電放電放電/ tEe) t (VcR/VcID；RC)e1 (E) t (VcR)VcE(Ic/ t，其中EE RC充放電回路串聯(lián)的電阻充放電回路串聯(lián)的電阻R越大，充電電流就越小，那么充電時(shí)間就越長(zhǎng)；越大，充電電流就越小，那么充電時(shí)間就越長(zhǎng)；EE 電容量電容量C越大，所需求的電荷量就越大即儲(chǔ)能越多，充電時(shí)間就越長(zhǎng)。越大，所需求的電荷量就越大即儲(chǔ)能越多，充電時(shí)間就越長(zhǎng)。 這就是可以用這就是可以用RCRC電路實(shí)現(xiàn)延時(shí)的電路實(shí)現(xiàn)延時(shí)的實(shí)際根據(jù)實(shí)際根據(jù)運(yùn)用運(yùn)用RC電路實(shí)現(xiàn)延時(shí)電路實(shí)現(xiàn)延時(shí) - - -

19、 - - - - - + + + + + + + + + + + +- - - - - - tV0VCEKR12RC充放電回路充放電回路 RC延時(shí)原理表示圖延時(shí)原理表示圖 負(fù)載負(fù)載 假假設(shè)設(shè) 開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)K初始形狀是接通初始形狀是接通2端點(diǎn)，電容端點(diǎn)，電容C中初始電荷量為中初始電荷量為0； 在輸出級(jí)接入一個(gè)負(fù)載，這種負(fù)載的特點(diǎn)是存在一個(gè)反轉(zhuǎn)電壓，當(dāng)在輸出級(jí)接入一個(gè)負(fù)載，這種負(fù)載的特點(diǎn)是存在一個(gè)反轉(zhuǎn)電壓，當(dāng) 輸入電壓低于或高于該反轉(zhuǎn)電壓值時(shí)，會(huì)被辨以為輸入電壓低于或高于該反轉(zhuǎn)電壓值時(shí)，會(huì)被辨以為0或或1，而輸出不，而輸出不 同的形狀。同的形狀。T 輸入輸入 VC 輸出輸出 動(dòng)作閥值動(dòng)作閥值 初始形狀

20、初始形狀開(kāi)關(guān)由開(kāi)關(guān)由2 2轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向1 1當(dāng)電容兩端電壓到達(dá)負(fù)載動(dòng)當(dāng)電容兩端電壓到達(dá)負(fù)載動(dòng)作閥值電壓時(shí)，負(fù)載辨以為作閥值電壓時(shí)，負(fù)載辨以為1 1輸入信號(hào)被延遲了輸入信號(hào)被延遲了TT簡(jiǎn)易時(shí)間繼電器原理簡(jiǎn)易時(shí)間繼電器原理 U1U2tRC電路輸出電路輸出 電壓電壓U1 三極管輸出三極管輸出 電壓電壓U2 繼電器形狀繼電器形狀 RC電路電路 繼電器驅(qū)動(dòng)電路繼電器驅(qū)動(dòng)電路 電路上電電路上電 +Vcc 初始形狀上電瞬間：電容中沒(méi)有存儲(chǔ)電荷，初始形狀上電瞬間：電容中沒(méi)有存儲(chǔ)電荷，兩端壓差為零，三極管兩端壓差為零，三極管Q的輸入端為高電平的輸入端為高電平(+Vcc)，三極管導(dǎo)通。三極管導(dǎo)通。 隨著電容中充入的電

21、荷量越來(lái)越多，兩端的壓隨著電容中充入的電荷量越來(lái)越多，兩端的壓差也越來(lái)越大，三極管輸入端電壓也將越來(lái)越低，差也越來(lái)越大，三極管輸入端電壓也將越來(lái)越低，當(dāng)三極管中電流缺乏以維持繼電器吸合時(shí)，繼電當(dāng)三極管中電流缺乏以維持繼電器吸合時(shí)，繼電器釋放。器釋放。 初始形狀上電瞬間初始形狀上電瞬間- - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + +三極管中電流缺乏以三極管中電流缺乏以維持繼電器吸合維持繼電器吸合吸合吸合 釋放釋放 簡(jiǎn)易時(shí)間繼電器原理簡(jiǎn)易時(shí)間繼電器原理 U1U2tRC電路輸出電路輸出 電壓電壓U1 三極管輸出三極管輸出 電壓電壓U2 繼電器形狀繼電器形狀 按下按鍵按下按鍵 +Vcc 電容兩端壓差降為零，三極管電容兩端壓差降為零，三極管Q的輸入端為高的輸入端為高電平電平(+Vcc)，三極管導(dǎo)通，繼電器吸合。，三極管導(dǎo)通，繼電器吸合。- - - - - - - - - - - - - - + + + + + +