汽車電工電子技術課件 項目五-任務2 汽車電路中三極管的裝調(diào)

汽車電工電子技術項目五汽車模擬電路的安裝調(diào)試汽車電路中三極管的裝調(diào)任務2任務描述在汽車防盜系統(tǒng)上，各種各樣的報警器被廣泛用。當報警器得到相應的輸入信號時，通過內(nèi)部電路的轉(zhuǎn)換獲得了不同聲音信號的輸出，大大提高了汽車防盜功能。防盜系統(tǒng)中信號處理中運用到了三極管器件，防盜報警系統(tǒng)出現(xiàn)故障，有可能是三極管故障導致。任務引導1.三極管的結(jié)構(gòu)和類型是什么樣的，其電流放大作用是如何產(chǎn)生的？2.該如何檢測三極管的好壞？請思考：一、三極管的基本知識1.三極管的結(jié)構(gòu)和分類三極管是電子電路中基本的電子器件之一,在模擬電子電路中其主要作用是構(gòu)成放大電路。根據(jù)不同的摻雜方式,在同一個硅片上制造出三個摻雜區(qū)域,并形成兩個PN結(jié),三個區(qū)引出三個電極,就構(gòu)成晶體管。一、三極管的基本知識1.三極管的結(jié)構(gòu)和分類按三個區(qū)的組成形式，三極管可分為NPN型和PNP型，如下圖所示。從符號上區(qū)分，NPN型發(fā)射極箭頭向外，PNP型發(fā)射極箭頭向里。2.三極管的電流放大作用一、三極管的基本知識

晶體管的最主要功能是電流放大；

晶體管放大工作狀態(tài)時，發(fā)射結(jié)必須處于正偏，集電結(jié)必須反偏（發(fā)射極與基極之間的PN結(jié)加正向電壓，集電極與基極之間的PN結(jié)加反向電壓），如圖所示，IE=IC+IB

IC=βIB+(1+β)ICBO≈βIB;ICBO較小β為比例系數(shù)，一定條件下為確定的常數(shù);ICBO為集-基反向飽和電流ICBOVCC>VBB

NPN型晶體管中載流子運動及各電極電流二、三極管的伏安特性輸入回路輸出回路1、共發(fā)射極輸入特性曲線1、固定UCE逐步測量獲得曲線。2、特點：輸入特性曲線是同一族曲線；存在一段死區(qū)，只有大于死區(qū)時才有輸入電流IB。3、晶體管為PNP型時候，輸入特性曲線相反。二、三極管的伏安特性2、共發(fā)射極輸出特性曲線，iC=f(uCE)|iB=常數(shù)1、固定IB逐步測量獲得曲線。（分別領iB=0μA、iB=10μA、iB=20μA、iB=30μA......）2、特點：輸出特性曲線是同一族曲線；當uCE＞1V時，曲線比較平坦，即晶體管的恒流特性。3、隨著輸入電流iB的增大，曲線上移，說明當uCE一定時，ic隨著iB增大而增大，即電流放大特性。輸入回路輸出回路二、三極管的伏安特性3、三極管的工作狀態(tài)⑴放大區(qū)條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。

特點：iC＝βiB，iC與iB成正比關系。

⑵截止區(qū)條件：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。特點：iB＝0，iC＝ICEO≈0。⑶飽和區(qū)條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。特點：iC與iB不成比例。即iB增大，iC很少增大或不再增大，達到飽和，失去放大作用。⑷擊穿區(qū)

擊穿區(qū)不是三極管的工作區(qū)域例題：已知下列晶體管工作在放大區(qū)，并測得各極對地電壓分別為U1

、U2

、U3，試判斷其是硅管還是鍺管？是NPN型還是PNP型？并確定其B、C、E三極。A）U1=5.2V、U2=5.4V、U3=1.4VB）U1=-2V、U2=-4.5V、U3=-5.2V二、三極管的伏安特性例題：已知下列晶體管工作在放大區(qū)，并測得各極對地電壓分別為U1

、U2

、U3，試判斷其是硅管還是鍺管？是NPN型還是PNP型？并確定其B、C、E三極。A）U1=5.2V、U2=5.4V、U3=1.4VB）U1=-2V、U2=-4.5V、U3=-5.2V二、三極管的伏安特性二、三極管的伏安特性硅管：0.6V≤UBE≤0.7V鍺管：0.2V≤UBE≤0.3V依據(jù)發(fā)射結(jié)電壓，確定C極、確定種類）UC＜另兩極電位依據(jù)集電結(jié)反偏（確定類型）UC＞另兩極電位PNP型NPN型PNP型NPN型UC＜UB＜UEUC＞UB＞UE電壓大小順序（確定電極）312U1=5.2VU2=5.4VU3=1.4VU21=5.4-5.2=0.2VU13=5.2-1.4=3.8VU23=5.4-1.4=4V鍺管1/2為B/E極3對應是C極U3＜U1；U3＜U2PNP型U3＜U1＜U21、2、3對應B極、E極、C極例題：已知下列晶體管工作在放大區(qū)，并測得各極對地電壓分別為U1

、U2

、U3，試判斷其是硅管還是鍺管？是NPN型還是PNP型？并確定其B、C、E三極。A）U1=5.2V、U2=5.4V、U3=1.4VB）U1=-2V、U2=-4.5V、U3=-5.2V二、三極管的伏安特性三、三極管的主要參數(shù)三極管的電流放大倍數(shù)又稱三極管的電流分配系數(shù)，字母為希臘字母β；在三極管的三個電流中，有一個電流發(fā)生變化，另外兩個電流也會隨著按比例地變化。2.集-基反向飽和電流ICBO、集-射反向飽和電流ICEOICBO表示發(fā)射極開路時，從C到B的反向電流，E開路時候，晶體管相當于二極管，集電結(jié)的反向電流。ICEO表示基極開路時，從C到E的反向電流，也稱為穿透電流，兩者之間關系：1.電流放大系數(shù)（β）受溫度影響較大！?。?！三、三極管的主要參數(shù)3.集電極最大允許電流(Ｉcm)

一般要求用Ｉcm與原三極管相等或較大的三極管進行置換。Ｉc超過一定值時，β值下降到正常值2/3時的集電極電流，稱為集電極最大允許電流。

Ｉc超出Ｉcm不一定會損壞二極管，只是限制了集電極電流。4.集電極最大允許耗散功率(Ｐｃｍ

)集電極電流流過集電結(jié)時，功率損耗，溫度升高，破壞晶體管的功率稱為集電極最大允許耗散功率。

一般要求用Ｐcm與原管相等或較大的三極管進行置換，但經(jīng)過計算或測試，如果原三極管在整機電路中實際直流耗散功率遠小于其Ｐcm

，則可以用Ｐcm較小的三極管置換。

三、三極管的主要參數(shù)5.集-射極反向擊穿電壓(UCEO)

基極開路時，加在集電極和發(fā)射極之間的最大允許電壓，超過UCEO時，Ｉc將大幅上升，晶體管被擊穿。6.飽和壓降（UCES）

UCES是晶體管處于飽和狀態(tài)時候。CE之間的壓降，壓降越小越好，越小功率越小，不易發(fā)熱。7.特征頻率（fT）三極管頻率特性參數(shù)。常用的有以下兩個:①特征頻率Ft:它是指在測試頻率足夠高時，使三極管共發(fā)射極電流放大系數(shù)時的頻率；②截止頻率Fb

:在置換三極管時，主要考慮Ft與Fb

。通常要求用于置換的三極管，其Ft與Fb應不小于原三極管對應的Ft與Fb

。

四、三極管放大電路1）us：交流電壓信號源，提供輸入信號；2）Rs：電壓信號源內(nèi)阻；3）RL：交流負載電阻；4）V：晶體管，放大元件；5）RB：基極電阻，提供靜態(tài)基極電流，

使晶體管有合適的靜態(tài)工作點；四、三極管放大電路6）RC：集電極電阻，提供集電極電流通路，

將晶體管放大的集電極電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號；7）C1：輸入端耦合電容，隔直通交，耦合輸入信號中的交流成分，隔斷信號源中的直流成分；8）C2：輸出端耦合電容，隔直通交，耦合輸出信號中的交流成分，隔斷輸出信號中的直流成分；9）VCC：直流電源，提供晶體管靜態(tài)偏置，即發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，同時作為電流放大的能源。四、三極管放大電路1）us：交流電壓信號源，提供輸入信號；2）Rs：電壓信號源內(nèi)阻；3）RL：交流負載電阻；4）V：晶體管，放大元件；5）RB：基極電阻，提供靜態(tài)基極電流，

使晶體管有合適的靜態(tài)工作點；1.靜態(tài)工作情況放大電路在未加輸入信號（Ui=0）時的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)，如下圖所示。由于Ui=0兩輸入端相當于短路。這時，電路在直流電源電壓作用下，三極管的各極電流，和以及各極之間的電壓、等都是直流量，稱之為靜態(tài)值。五、放大電路工作原理五、放大電路工作原理1.靜態(tài)工作情況靜態(tài)值IB和UBE以及IC和UCE的大小(或數(shù)值)與三極管的輸入特性曲線及輸出特性曲線上的某點坐標相對應,故稱為靜態(tài)工作點,并以IBQ、ICQ、UBEQ

和UCEQ表示。五、放大電路工作原理①靜態(tài)基極電流：②靜態(tài)集電極電流：ICQ=βIBQ+ICEO≈βIBQ③靜態(tài)集射電壓：UCEQ=VCC-ICQRC

（1）也稱靜態(tài)分析，根據(jù)直流通路分析直流的電流與直流的電壓。（2）靜態(tài)分析主要分析以下三項：

靜態(tài)基極電流IBQ；靜態(tài)集電極電流ICQ；靜態(tài)集射極電壓UCEQ注：對硅晶體管而言，UBEQ=0.6~0.7V，若UBEQ<<UCC，另外ICEO、ICBO很小，均可忽略不計。1.