附录第1节电子元器件三极管课件-2021-2022学年高中通用技术苏教版选修1(共22张PPT)

(共22张PPT)
电子元器件
三极管
三极管又称半导体三极管、晶体三极管、晶体管，或双极型晶体管（BJT，Bipolar Junction Transistor）。
它是通过一定的制作工艺，将两个PN结结合在一起的器件，两个PN结相互作用，使三极管成为一个具有控制电流作用的半导体器件。
三极管可以用来放大微弱的信号和作为无触点开关。
三极管的结构示意图和符号
三极管的符号
(1) 截止区
UBE< 开启电压(硅管0.7V锗管0.3V左右）， IB=0 ， IC=ICEO 0 ，三极管的集电极和发射极之间电阻很大，三极管相当于一个开关断开。
三极管作为开关使用时，通常工作在截止和饱和导通状态；作为放大元件使用时，一般要工作在放大状态。
三极管的工作状态
外部条件
B
E
C
N
N
P
EB
RB
EC
RC
发射结正偏、集电结反偏
PNP
发射结正偏 VB集电结反偏 VC从电位的角度看：
NPN
发射结正偏 VB>VE
集电结反偏 VC>VB
集电结反偏
发射结正偏
(2)三极管的放大特性
IC
mA
A
V
V
UCE
UBE
RB
IB
USC
USB
实验线路(共发射极接法)
C
B
E
RC
三极管的特性曲线
一组三极管电流关系典型数据
IB/mA 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05
IC/mA 0.01 0.56 1.14 1.74 2.33 2.91
IE/mA 0.01 0.57 1.16 1.77 2.37 2.96
1. 任何一列电流关系符合 IE = IB + IC，IB< IC< IE, IC IE。
2. 当 IB 有微小变化时， IC 较大。说明三极管具有电 流放大作用。
三极管的放大特性
三极管的电流分配及放大关系式为：
IE=IB+IC
IC=βIB
为电流放大倍数，其范围约为：20~200。
B
C
E
B
C
E
IB
IC
IE
IB
IC
IE
NPN
PNP
IE=(1+β)IB
三极管的放大特性
P型半导体
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
N型半导体
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
扩散运动
内电场E
空间电荷区，
5.23 三极管的电流分配关系及放大作用
晶体管芯结构剖面图
e发射极
集电区N
基区P
发射区N
b基极
c集电极
晶体管实现电流
放大作用的内部结构条件
(1)发射区掺杂浓度很高，以便有
足够的载流子供“发射”。
(2)为减少载流子在基区的复合机
会，基区做得很薄，一般为几个
微米，且掺杂浓度极低。
(3)集电区体积较大，且为了顺利
收集边缘载流子，掺杂浓度界于
发射极和基极之间。
可见，三极管并非是两个PN 结的简单组合，而是利用一定的掺杂工艺制作而成。因此，绝不能用两个二极管来代替，使用时也决不允许把发射极和集电极接反。
晶体管实现电流放大作用的外部条件
N
N
P
UBB
RB
＋
－
(1)发射结必须“正向偏置”，以利于发射区电子的扩散
UCC
RC
＋
－
(2)集电结必须“反向偏置”，以利于收集扩散到集电结边的电子，形成集电极电流ic。
IE
IC
IB
(3) 饱和区
发射结正偏，集电结正偏 ，即UB-UE >0, UB-UC> 0 ， IB>IC ； UCE的值很小，称此时的电压UCE为三极管的饱和压降，用UCES表示。一般硅三极管的UCES约为0.3V，锗三极管的UCES约为0.1V；UBE>开启电压
三极管的集电极和发射极近似短接，三极管类似于一个开关导通。
三极管的
三极管的工作状态
三极管工作状态的判断
（1）PN结偏置判断法：
状态
PN结
偏置
截止
放大
饱和
发射结
集电结
正偏
反偏
零偏或反偏
反偏
正偏
零偏或正偏
三极管的工作状态
（2）电流判断法：
状态
电流
截止
放大
饱和
IB
IC
IE
0
0
0
μA
βIB
（1+β）IB
>0
<βIB
<（1+β）IB
三极管的工作状态
三极管实物的外型
三极管的外形
三极管的管脚
三极管的管脚排布未统一，需要借助万用表进行检测。
发射结反向偏置,
集电结反向偏置,
三极管工作在截止区,
可调换 EB 极性。
发射结反向偏置,
三极管工作在截止区,
可调换 EC 极性,
或将VT更换为PNP型。
两PN结均正偏三极管工作在饱和区。
判断图示各电路中三极管的工作状态。
0.7V
VT
0.3V
Rb
Rc
EC
EB
VT
Rb
Rc
EC
VT
三极管的工作状态
0.7V
4V
0
0.7V
0.3V
0
0
4V
0
判断以下三极管的工作状态。
放大
饱和
截止
三极管的工作状态
指针式万用表测试三极管管脚
当三极管上标记不清楚时,可以用万用表来初步确定三极管的好坏及类型(NPN型还是PNP型),并辨别出e、b、c三个电极。指针式万用表测试管脚方法如下:
①用指针式万用表判断基极b和三极管的类型:将万用表欧姆挡置“R×100”或“R×lk”处,先假设三极管的某极为“基极”,并把黑表笔接在假设的基极上,将红表笔先后接在其余两个极上,如果两次测得的电阻值都很小(或约为几百欧至几千欧),则假设的基极是正确的,且被测三极管为NPN型管；同上,如果两次测得的电阻值都很大(约为几千欧至几十千欧),则假设的基极是正确的,且被测三极管为PNP型管。
指针式万用表测试三极管管脚
②判断集电极c和发射极e:仍将指针式万用表欧姆挡置“R×100”或“R×1k”处,以NPN管为例,把黑表笔接在假设的集电极c上,红表笔接到假设的发射极e上,并用手捏住b和c极(不能使b、c直接接触),通过人体,相当b、c之间接入偏置电阻,读出表头所示的阻值,然后将两表笔反接重测。若第一次测得的阻值比第二次小,说明原假设成立,因为c、e间电阻值小说明通过万用表的电流大,偏置正常。
第一部分
数字 字母 字母(汉拼) 数字 字母(汉拼)
电极数 材料和极性 器件类型 序号 规格号
2 —
二极管
3 —
三极管
第二部分
第三部分
A — 锗材料 N 型
B — 锗材料 P 型
C — 硅材料 N 型
D — 硅材料 P 型
A — 锗材料 PNP
B — 锗材料 NPN
C — 硅材料 PNP
D — 硅材料 NPN
P — 普通管
W — 稳压管
K — 开关管
Z — 整流管
U — 光电管
X — 低频小功率管
G — 高频小功率管
D — 低频大功率管
A — 高频大功率管
第四部分
第五部分
例：
3AX31 3DG12B 3DD6
PNP低频小功率锗三极管 NPN高频小功率硅三极管 NPN低频大功率硅三极管
3CG 3AD 3DK
PNP高频小功率硅三极管 PNP低频大功率锗三极管 NPN硅开关三极管
三极管的命名方式
普通高中课程标准实验教科书 通用技术 选修１