三极管的发展与应用
三极管的发展与应用
摘要
三极管至从出现以来，以简单的构造，广泛的运用，为集成电路的高速发展做出
了卓越的贡献。并为计算机的诞生铺平了道路。真空三极管的发明，不仅成为真
空电子学的开端，也是电子学历史的开端，推动了人类文明的进程。
关键词:三极管，集成电路，计算机技术。
The triode to since has appeared, take the simple structure, the widespread utilization, makes as integrated circuit's high speed development the remarkable contribution，and paved the way for computer's birth.Vacuum triode's invention, not only becomes the vacuum electronics the beginning, but also electronics history beginning, promoted the human culture advancement.
Key word: triode, integrated circuit, computer technology
目录：
诸论
第一章，三极管的历史
第二章，三极管的概念及主要分类
第三章，三极管的工作原理
1．工作原理：
2．三极管的特性曲线：
a．输入特性 b、输出特性
3.工作特性及参数：
4. 判断基极和三极管的类型
第四章，三极管的应用及发展
1，三极管的应用
2，三极管的发展趋势
结论
正文
诸论：
三极管发明于20世纪初期，它的出现产生了第三次工业革命的契机，至从它广泛运用于社会生活以来，在计算机发明问世以来，短短半个世纪，人类文明迅速又电气时代走向自动化时代，三极管在计算机技术力的广泛运用，才又了集成技术的空前发展，计算机迅速走向社会大众，为人民的生活飞速发展产生了不可磨灭的贡献，而三极管的特性使其仍然具有广泛的发展前景，因此研究三极管的发展与应用不仅有极为重要的学术意义还有广泛的社会意义，本文将从三极管的历史以及其工作原理及应用上详细系统的论证其广阔的前景以及重要的发展意义。
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第一章：
三极管的发明历史
1906年10月25日，美国科学家德〃福雷斯特申请了真空三极管放大器的专利，第二天又向美国电气工程师协会提交了关于三级管放大器的论文。他的专利于1907年1月15日被批准。
福雷斯特的真空三级管建立在前人发明的真空二极管的技术基础之上。1904年，英国伦敦大学的弗莱明发明了真空二极管（Vacuum Diode Tube）。真空二极管只能单向导电，可以对交流电流进行整流，或者对信号进行检波，但是它不能对信号进行放大。没有能够放大信号的器件，电子技术就无法继续发展。
为了提高真空二极管检波灵敏度，福雷斯特在玻璃管内添加了一种栅栏式的金属网，形成电子管的第三个极。他惊讶地看到，这个“栅极”仿佛就像百叶窗，能控制阴极与屏极之间的电子流；只要栅极有微弱电流通过，就可在屏极上获得较大的电流，而且波形与栅极电流完全一致。也就是说，在弗莱明的真空二极管中增加了一个电极，就成了能够起放大作用的新器件，他把这个新器件命名为三极管（Triode）。
图1-1
真空三极管除了可以处于“放大”状态外，还可分别处于“饱和”与“截止”状态。“饱和”即从阴极（或者叫发射极，emitter）到屏极（evelope）的电流完全导通，相当于开关开启；“截止”即从阴极到屏极没有电流流过，相当于开关关闭。两种状态可以通过调整栅极上的电压进行控制。因此真空三极管可以充当开关器件，其速度要比继电器快成千上万倍。
第二章：
三极管概念及主要分类。
概念：
半导体三极管也称双极型晶体管,晶体三极管,简称三极管,是一种电流控制电
流的半导体器件.
作用:
把微弱信号放大成辐值较大的电信号, 也用作无触点开关.
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分类：
a.按材质分: 硅管、锗管
b.按结构分: NPN 、 PNP
c.按功能分: 开关管、功率管、达林顿管、光敏管等.
第三章：
三极管的工作原理及主要参数
1.工作原理：
晶体三极管（以下简称三极管）按材料分有两种：锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和PNP两种三极管，两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的，下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。
对于NPN管，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极。当b点电位高于e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而C点电位高于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。在制造三极管时，有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的，同时基区做得很薄，而且，要严格控制杂质含量，这样，一旦接通电源后，由于发射结正确，发射区的多数载流子（电子）极基区的多数载流子（控穴）很容易地截越过发射结构互相向反方各扩散，但因前者的浓度基大于后者，所以通过发射结的电流基本上是电子流，这股电子流称为发射极电流Ie。
由于基区很薄,加上集电结的反偏，注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电集电流Ic，只剩下很少（1-10%）的电子在基区的空穴进行复合，被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补纪念给，从而形成了基极电流Ibo 根据电流连续性原理得：
Ie=Ib+Ic
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这就是说，在基极补充一个很小的Ib，就可以在集电极上得到一个较大的
Ic，这就是所谓电流放大作用，Ic与Ib是维持一定的比例关系，即：β1=Ic/Ib
式中：β--称为直流放大倍数，集电极电流的变化量△Ic与基极电流的变化量△Ib之比为：
β= △Ic/△Ib
式中β--称为交流电流放大倍数，由于低频时β1和β的数值相差不大，所以有时为了方便起见，对两者不作严格区分，β值约为几十至一百多。
三极管是一种电流放大器件，但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用，通过电阻转变为电压放大作用。
图一是NPN管的结构图，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，从
图可见发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为
集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极。
当b点电位高于e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而C点电位高于b点电
位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。
在制造三极管时，有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的，同时基区做得很薄，而且，要严格控制杂质含量，这样，一旦接通电源后，由于发射结正确，发射区的多数载流子（电子）极基区的多数载流子（控穴）很容易地截越过发射结构互相向反方各扩散，但因前者的浓度基大于后者，所以通过发射结的电流基本上是电子流，这股电子流称为发射极电流Ie。
由于基区很薄,加上集电结的反偏，注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区
而形成集电集电流Ic，只剩下很少（1-10%）的电子在基区的空穴进行复合，被复
合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补纪念给，从而形成了基极电流Ibo根据电流连
续性原理得：
Ie=Ib+Ic
这就是说，在基极补充一个很小的Ib，就可以在集电极上得到一个较大的Ic，这就是所谓电流放大作用，Ic与Ib是维持一定的比例关系，即：
β1=Ic/Ib
式中：β--称为直流放大倍数，
集电极电流的变化量△Ic与基极电流的变化量△Ib之比为：
β= △Ic/△Ib
式中β--称为交流电流放大倍数，由于低频时β1和β的数值相差不大，所以有时为了方便起见，对两者不作严格区分，β值约为几十至一百多。
三极管是一种电流放大器件，但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用，通过电阻转变为电压放大作用。
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3，三极管的特性曲线
a、输入特性
图2 （b)是三极管的输入特性曲线，它表示Ib随Ube的变化关系，其特点是：1）
当Uce在0-2伏范围内，曲线位臵和形状与Uce 有关，但当Uce高于2伏后，曲线Uce
基本无关通常输入特性由两条曲线（Ⅰ和Ⅱ）表示即可。
2）当Ube＜UbeR时，Ib≈O称（0～UbeR)的区段为“死区”当Ube＞UbeR时，Ib随
Ube增加而增加，放大时，三极管工作在较直线的区段。
3）三极管输入电阻，定义为:
rbe=(△Ube/△Ib)Q点，其估算公式为：
rbe=rb+(β+1)(26毫伏/Ie毫伏）
rb为三极管的基区电阻，对低频小功率管，rb约为300欧。
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b、输出特性
输出特性表示Ic随Uce的变化关系（以Ib为参数）从图2（C）所示的输出特性，可见，它分为三个区域：截止区、放大区和饱和区。
截止区当Ube＜0时，则Ib≈0，发射区没有电子注入基区，但由于分子的热运动，集电集仍有小量电流通过，即Ic=Iceo称为穿透电流，常温时Iceo约为几微安，锗管约为几十微安至几百微安，它与集电极反向电流Icbo的关系是：Iceo=(1+β)Icbo
常温时硅管的Icbo小于1微安，锗管的Icbo约为10微安，对于锗管，温度每升高12℃，Icbo数值增加一倍，而对于硅管温度每升高8℃，Icbo数值增大一倍，虽然硅管的Icbo随温度变化更剧烈，但由于锗管的Icbo值本身比硅管大，所以锗管仍然受温度影响较严重的管，放大区，当晶体三极管发射结处于正偏而集电结于反偏工作时，Ic随Ib近似作线性变化，放大区是三极管工作在放大状态的区域。
饱和区当发射结和集电结均处于正偏状态时，Ic基本上不随Ib而变化，失去了放大功能。根据三极管发射结和集电结偏臵情况，可能判别其工作状态。
综上所述，三极管的基本特点为
发射区很厚，掺杂浓度最高；
基区很薄，掺杂浓度最小；
集电区很厚，掺杂浓度比较高。
当b极电位总是高于e极电位,c极电位总是高于b极电位时,该三极管一定处于放大状态。
3, 工作特性及参数：
a. 特征频率fT:当f= fT时,三极管完全失去电流放大功能.如果工作频率大于
fT,电路将不正常工作.
b. 工作电压/电流:用这个参数可以指定该管的电压电流使用范围.
c. hFE:电流放大倍数.
d. VCEO:集电极发射极反向击穿电压,表示临界饱和时的饱和电压.
e. PCM:最大允许耗散功率.
f. 封装形式：指定该管的外观形状,如果其它参数都正确，封装不同将导致组件无法在正确范围内使用。
4, 判断基极和三极管的类型
先假设三极管的某极为“基极”,将黑表笔接在假设基极上,再将红表笔依次接到其余两个电极上,若两次测得的电阻都大(约几K到几十K),或者
都小(几百至几K),对换表笔重复上述测量,若测得两个阻值相反(都很小或都很大),则可确定假设的基极是正确的,否则另假设一极为“基极”,重复上述测试,以确定基极.
当基极确定后,将黑表笔接基极,红表笔笔接基它两极若测得电阻值都很少,则该三极管为PNP,反之为NPN.
判断集电极C和发射极E,以NPN为例:
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把黑表笔接至假充的集电极C,红表笔接到假设的发射极E,并用手捏住B和C极,读出表头所示C,E电阻值,然后将红,黑表笔反接重测.若第一次电阻比第二次小,说明原假设成立.
晶体体三极管的结构和类型
晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，
从三个区引出相应的电极，分别为基极b发射极e和集电极c。
发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里；NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。
三极管的封装形式和管脚识别
常用三极管的封装形式有金属封装和塑料封装两大类，引脚的排列方式具有一定的规律，
底视图位臵放臵，使三个引脚构成等腰三角形的顶点上，从左向右依次为e b c；对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己，三个引脚朝下放臵，则从左到右依次为e b c。
目前，国内各种类型的晶体三极管有许多种，管脚的排列不尽相同，在使用中不确定管脚排列的三极管，必须进行测量确定各管脚正确的位臵，或查找晶体管使用手册，明确三极管的特性及相应的技术参数和资料。
三极管的管型及管脚的判别是电子技术初学者的一项基本功，为了帮助读者迅速掌握测判方法，总结出四句口诀：“三颠倒，找基极；PN结，定管型；顺箭头，偏转大；测不准，动嘴巴。”下面让我们逐句进行解释吧。
1. 三颠倒，找基极
大家知道，三极管是含有两个PN结的半导体器件。根据两个PN结连接方式不同，可以分为NPN型和PNP型两种不同导电类型的三极管。
测试三极管要使用万用电表的欧姆挡，并选择R×100或R×1k挡位。对于指针式万用电表有，其红表笔所连接的是表内电池的负极，黑表笔则连接着表内电池的正极。假定我们并不知道被测三极管是NPN型还是PNP 型，也分不清各管脚是什么电极。测试的第一步是判断哪个管脚是基极。
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这时，我们任取两个电极(如这两个电极为1、2)，用万用电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻，观察表针的偏转角度；接着，再取1、3两个电极和 2、3两个电极，分别颠倒测量它们的正、反向电阻，观察表针的偏转角度。在这三次颠倒测
量中，必然有两次测量结果相近：即颠倒测量中表针一次偏转大，一次偏转小；剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小，这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基极。
2.PN结，定管型
找出三极管的基极后，我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的导电类型。将万用表的黑表笔接触基极，红表笔接触另外两个电极中的任一电极，若表头指针偏转角度很大，则说明被测三极管为NPN型管；若表头指针偏转角度很小，则被测管即为PNP型。
3.顺箭头，偏转大
找出了基极b，另外两个电极哪个是集电极c，哪个是发射极e呢?这时我们可以用测穿透电流ICEO的方法确定集电极c和发射极e。
(1)对于NPN型三极管，由NPN型三极管穿透电流的流向原理，用万用电表的黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec，虽然两次测量中万用表指针偏转角度都很小，但仔细观察，总会有一次偏转角度稍大，此时电流的流向一定是：黑表笔→c极→b极→e极→红表笔，电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致，所以此时黑表笔所接的一定是集电极c，红表笔所接的一定是发射极e。
(2)对于PNP型的三极管，道理也类似于NPN型，其电流流向一定是：黑表笔→e极→b极
→c极→红表笔，其电流流向也与三极管符号中的箭头方向一致，所以此时黑表笔所接的一定是发射极e，红表笔所接的一定是集电极c。
4.测不出，动嘴巴
若在“顺箭头，偏转大”的测量过程中，若由于颠倒前后的两次测量指针偏转均太小难以区分时，就要“动嘴巴”了。具体方法是：在“顺箭头，偏转大”的两次测量中，用两只手分别捏住两表笔与管脚的结合部，用嘴巴含住(或用舌头抵住)基电极b，仍用“顺箭头，偏转大”的判别方法即可区分开集电极c与发射极e。其中人体起到直流偏臵电阻的作用，目的是使效果更加明显。
晶体三极管具有电流放大作用，其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。这是三极管最基本的和最重要的特性。我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数，用符号“β”表示。电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值，但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。
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晶体三极管的三种工作状态
截止状态：当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，我们称三极管处于截止状态。
放大状态：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并处于某一恰当的值时，三极管的发射结正向偏臵，集电结反向偏臵，这时基极电流对集电极电流起着控制作用，使三极管具有电流放大作用，其电流放大倍数β＝ΔIc/ΔIb，这时三极管处放大状态。
饱和导通状态：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并当基极电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不怎么变化，这时三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。
根据三极管工作时各个电极的电位高低，就能判别三极管的工作状态，因此，电子维修人员在维修过程中，经常要拿多用电表测量三极管各脚的电压，从而判别三极管的工作情况和工作状态。
使用多用电表检测三极管
三极管基极的判别：根据三极管的结构示意图，我们知道三极管的基极是三极管中两个PN结的公共极，因此，在判别三极管的基极时，只要找出两个PN结的公共极，即为三极管的基极。具体方法是将多用电表调至电阻挡的R×1k挡，先用红表笔放在三极管的一只脚上，用黑表笔去碰三极管的另两只脚，如果两次全通，则红表笔所放的脚就是三极管的基极。如果一次没找到，则红表笔换到三极管的另一个脚，再测两次；如还没找到，则红表笔再换一下，再测两次。如果还没找到，则改用黑表笔放在三极管的一个脚上，用红表笔去测两次看是否全通，若一次没成功再换。这样最多没量12次，总可以找到基极。
三极管类型的判别：三极管只有两种类型，即PNP型和NPN型。判别时只要知道基极是P型材料还N型材料即可。当用多用电表R×1k挡时，黑表笔代表电源正极，如果黑表笔接基极时导通，则说明三极管的基极为P 型材料，三极管即为NPN型。如果红表笔接基极导通，则说明三极管基极为N型材料，三极管即为PNP型。
三极管的基本放大电路
基本放大电路是放大电路中最基本的结构，是构成复杂放大电路的基本单元。它利用双极型半导体三极管输入电流控制输出电流的特性，或场效应半导体三极管输入电压控制输出电流的特性，实现信号的放大。本章基本放大电路的知识是进一步学习电子技术的重要基础。
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基本放大电路一般是指由一个三极管或场效应管组成的放大电路。从电路的角度来看，可以将基本放大电路看成一个双端口网络。放大的作用体现在如下方面：
1．放大电路主要利用三极管或场效应管的控制作用放大微弱信号，输出信号在电压或电流的幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。
2．输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，只是经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。
共射组态基本放大电路的组成
共射组态基本放大电路是输入信号加在加在基极和发射极之间，耦合电容器C1和Ce视为对交流信号短路。输出信号从集电极对地取出，经耦合电容器C2隔除直流量，仅将交流信号加到负载电阻RL之上。放大电路的共射组态实际上是指放大电路中的三极管是共射组态。
在输入信号为零时，直流电源通过各偏臵电阻为三极管提供直流的基极电流和直流集电极电流，并在三极管的三个极间形成一定的直流电压。由于耦合电容的隔直流作用，直流电压无法到达放大电路的输入端和输出端。
当输入交流信号通过耦合电容C1和Ce加在三极管的发射结上时，发射结上的电压变成交、直流的叠加。放大电路中信号的情况比较复杂，各信号的符号规定如下：由于三极管的电流放大作用，ic要比ib大几十倍，一般来说，只要电路参数设臵合适，输出电压可以比输入电压高许多倍。uCE中的交流量有一部分经过耦合电容到达负载电阻，形成输出电压。完成电路的放大作用。
由此可见，放大电路中三极管集电极的直流信号不随输入信号而改变，而交流信号随输入信号发生变化。在放大过程中，集电极交流信号是叠加在直流信号上的，经过耦合电容，从输出端提取的只是交流信号。因此，在分析放大电路时，可以采用将交、直流信号分开的办法，可以分成直流通路和交流通路来分析。
放大电路的组成原则：
1．保证放大电路的核心器件三极管工作在放大状态，即有合适的偏臵。也就是说发射结正偏，集电结反偏。
2．输入回路的设臵应当使输入信号耦合到三极管的输入电极，形成变化的基极电流，从而产生三极管的电流控制关系，变成集电极电流的变化。
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3．输出回路的设臵应该保证将三极管放大以后的电流信号转变成负载需要的电量形式（输出电压或输出电流）。
第四章：
三极管的应用及发展。
1，三极管的应用
三极管有放大，饱和和截止三种工作状态，前一种状态被广泛运用于信号的放大，二后两种状态常被用做电子开关。
a，信号开关。这是最普遍的应用，因为成本比MOS管低，使用简单，也不需要流过很大的电流，不用担心功率损失和发热。
开关导通的原理也很简单。只要基极电流达到一定值，根据公式：集电极电流Ic=Ib*h，选择合适的限流电阻，让Ic达到阈值，三极管就会导通，这时CE间的压降大概是0.1～0.3V。
因为三极管的放大倍数h较高，所以不要求Ib很大，通常用法是使用CPU 的输出管脚直接控制。如果电流不够，可以再接一个三极管。
需要注意两点，一是设计一定要留有足够的余量，二是保证集电极电流在额定值以下。
作为开关使用时，三极管的基极大多有两个电阻分压，防止集电极电流过大而损坏三极管，一般阻值是几K到几十K。很多厂家生产时会把这两个电阻集成到三极管内部，叫做数字三极管，专门用做开关使用。这样做的好处是减小基板面积，缩短焊接时间，减少元件个数，等等。
b，稳压电源。与稳压二极管或者专门的IC配合使用，作为线型稳压电源的输出三极管使用，这在以前写的《线性稳压器基础》中有较详细的介绍。需要注意的是发热问题，小电流时可以用基板铜箔放热，大电流时要考虑用插件，或者再加散热片。
c，开关电源的导通管。虽然多使用MOS管，在低成本，开关频率不高的场合下，小功率双极性晶体管也有使用。（高电压大功率的开关电源也使用双极性晶体管，暂不做讨论）
因为大多用作小信号的开关，所以三极管的损失可以忽略。而它的驱动也不像MOS管那样复杂，只要提供足够的基极电流就可以了。再加上成本低，所以应用很广泛。二极管https://www.wendangku.net/doc/3d9228561.html,
2，三极管的发展趋势
三极管由于其简单的构造及广泛的运用，拥有无可比拟的发展优势，由最初的电真空三极管到现在各种型号，品种繁多的类型，但是万变不离其宗，它的未来发展模式主要还是在信号放大几各种电子开关的运用上。
个人认为，尤其其信号放大功能，在微电子技术广泛运用的未来，将会有非常广阔的前景。
现在在汽车电子业来，车载电子上已经可以看到其出现的身影。并随着集成电子技术的发展，尤其是高新技术的平民化时代的到来。比如纳米技术的广泛运用与生活中，三极管越来越融合入人民的生活之中，在医疗，公共建设上展现其广泛的天地。
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结论：
三极管由其构造及工作特性决定，其将在计算机技术中在很长一段时间的内有这不可替代的重大作用，深入挖掘三极管的特性，并对其进行推广发展有着重大的社会意义，但是同时由于其结构上的缺陷，三极管同样不是万能的。所以我们在发展三极管时，如何扬长避短将成为未来三极管发展的一个亟需面对的问题。但是，瑕不掩瑜，三极管的未来发展一定会更多的应用于计算机行业之中，又其诞生以来在计算机行业内扮演的角色可见，其始终将会成为伴随计算机领域发展的坚实一环。
参考文献。
1, 深度饱和三极管等效电路模型分析–作者，廖波，伍学珍.
2，基于GIS/RFID的车俩终端系统在大型车队的集中应用–作者，侯玉文，宋瑞良
3，集成电路速查大全 - 尹雪飞
4，三极管发展史 - History of Triode Developing P. D. Mash
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全系列三极管应用参数代换大全
名称封装极性用途耐压电流功率频率配对管 9012 贴片PNP低频放大50V 0.5A 0.625W 9013 9012 21 PNP低频放大50V 0.5A 0.625W 9013 9013 21 NPN 低频放大50V 0.5A0.625W 9012 9013 贴片NPN 低频放大50V 0.5A 0.625W 9012 9014 21 NPN 低噪放大50V 0.1A0.4W 150HMZ 9015 9015 21 PNP低噪放大50V 0.1A0.4W 150MHZ 9014 9018 21 NPN 高频放大30V 0.05A0.4W 1000MHZ 8050 21 NPN 高频放大40V 1.5A1W 100MHZ 8550 8550 21 PNP高频放大40V 1.5A1W 100MHZ 8050 2N2222 21 NPN 通用60V 0.8A 0.5W 25／200NS 2N2369 4A NPN 开关40V 0.5A 0.3W 800MHZ 2N2907 4A NPN 通用60V 0.6A 0.4W 26／70NS 2N3055 12 NPN 功率放大100V 15A 115W MJ2955 2N3440 6 NPN 视放开关450V 1A1W 15MHZ 2N6609 2N3773 12 NPN 音频功放开关160V 16A50W 2N3904 21E NPN 通用60V 0.2A 2N2906 21C PNP 通用40V 0.2A 2N2222A 21铁NPN 高频放大75V 0.6A 0.625W 300MHZ 2N6718 21铁NPN 音频功放开关100V 2A 2W 2N5401 21 PNP视频放大160V 0.6A 0.625W 100MHZ 2N5551 2N5551 21 NPN 视频放大160V 0.6A 0.625W 100MHZ 2N5401 2N5685 12 NPN 音频功放开关60V 50A 300W 2N6277 12 NPN 功放开关180V 50A 250W 2N6678 12 NPN 音频功放开关650V 15A 175W 15MHZ 3DA87A 6 NPN 视频放大100V 0.1A1W 3DG6B 6 NPN 通用20V 0.02A 0.1W 150MHZ 3DG6C 6 NPN 通用25V 0.02A 0.1W 250MHZ 3DG6D 6 NPN 通用30V 0.02A 0.1W 150MHZ 3DK2B 7 NPN 开关30V 0.03A 0.2W 3DD15D 12 NPN 电源开关300V 5A 50W 3DD102C 12 NPN 电源开关300V 5A 50W 3522V 5V稳压管 5609 21 NPN 音频低频放大50V 0.8A 0.625W 5610 5610 21 PNP音频低频放大50V 0.8A 0.625W 5610 60MIAL1 电磁／微波炉1000V 60A 300W 9626 21 NPN 通用 MPSA42 21E NPN 电话视频放大300V 0.5A 0.625W MPSA92 MPSA92 21E PNP 电话视频放大300V 0.5A 0.625W MPSA42 MPS2222A 21 NPN 高频放大75V 0.6A 0.625W 300MHZ A634 28E PNP 音频功放开关40V 2A 10W A708 6 PNP 音频开关80V 0.7A 0.8W A715C 29 PNP 音频功放开关35V 2.5A 10W 160MHZ A733 21 PNP 通用50V 0.1A180MHZ
三极管替换及常用开关三极管
三极管替换及常用开关三极管 三极管替换及常用开关三极管 gaost 发表于2009-5-4 8:44:00 8 推荐 一、三极管的类型及材料 初学者首先必须清楚三极管的类型及材料。常用三极管的类型有NPN型与PNP型两种。由于这两类三极管工作(工作总结)时对电压的极性要求不同，所以它们是不能相互代换的。 三极管的材料有锗材料和硅材料。它们之间最大的差异就是起始电压不一样。锗管PN结的导通电压为0.2V左右，而硅管PN结的导通电压为0.6～0.7V。在放大电路中如果用同类型的锗管代换同类型的硅管，或用同类型的硅管代换同类型的锗管一般是可以的，但都要在基极偏置电压上进行必要的调整，因为它们的起始电压不一样。但在脉冲电路和开关电路中不同材料的三极管是否能互换必须具体分析，不能盲目代换。 二、三极管的主要参数 选用三极管需要了解三极管的主要参数。若手中有一本晶体管特性手册最好。三极管的参数很多，根据实践经验，我认为主要了解三极管的四个极限参数：ICM、BVCEO、PCM及fT即可满足95%以上的使用需要。 1. ICM是集电极最大允许电流。三极管工作(工作总结)时当它的集电极电流超过一定数值时，它的电流放大系数β将下降。为此规定三极管的电流放大系数β变化不超过允许值时的集电极最大电流称为ICM。所以在使用中当集电极电流IC超过ICM时不至于损坏三极管，但会使β值减小，影响电路的工作(工作总结)性能。 2. BVCEO是三极管基极开路时，集电极-发射极反向击穿电压。如果在使用中加在集电极与发射极之间的电压超过这个数值时，将可能使三极管产生很大的集电极电流，这种现象叫击穿。三极管击穿后会造成永久性损坏或性能下降。 3. PCM是集电极最大允许耗散功率。三极管在工作(工作总结)时，集电极电流在集电结上会产生热量而使三极管发热。若耗散功率过大，三极管将烧坏。在使用中如果三极管在大于PCM下长时间工作(工作总结)，将会损坏三极管。需要注意的是大功率三极管给出的最大允许耗散功率都是在加有一定规格散热器情况下的参数。使用中一定要注意这一点。 4. 特征频率fT。随着工作(工作总结)频率的升高，三极管的放大能力将会下降，对应于β=1时的频率fT叫作三极管的特征频率。 三、一般小功率三极管的选用 小功率三极管在电子电路中的应用最多。主要用作小信号的放大、控制或振荡器。选用三极管时首先要搞清楚电子电路的工作(工作总结)频率大概是多少。如中波收音机振荡器的最高频率是2MHz左右；而调频收音机的最高振荡频率为120MHz左右；电视机中VHF频段的最高振荡频率为250MHz左右；UHF 频段的最高振荡频率接近1000MHz左右。工程设计中一般要求三极管的fT大于3倍的实际工作(工作总结)频率。所以可按照此要求来选择三极管的特征频率fT。由于硅材料高频三极管的fT一般不低于50MHz，
三极管在电路中的使用(超详细有实例)
一种三极管开关电路设计 三极管除了可以当做交流信号放大器之外，也可以做为开关之用。严格说起来，三极管与一般的机械接 点式开关在动作上并不完全相同，但是它却具有一些机械式开关所没有的特点。图1所示，即为三极管电 子开关的基本电路图。由图可知，负载电阻被直接跨接于三极管的集电极与电源之间，而位居三极管主电流的回路上。 Vcc 输入电压Vin则控制三极管开关的开启（open）与闭合（closed ）动作，当三极管呈开启状态时，负载电流便被阻断，反之，当三极管呈闭合状态时，电流便可以流通。详细的说，当Vin为低电压时，由 于基极没有电流，因此集电极亦无电流，致使连接于集电极端的负载亦没有电流，而相当于开关的开启，此时三极管乃胜作于截止（cut off ）区。 同理，当Vin为高电压时，由于有基极电流流动，因此使集电极流过更大的放大电流，因此负载回路便被导通，而相当于开关的闭合，此时三极管乃胜作于饱和区（saturatiON ）。 1三极管开关电路的分析设计 由于对硅三极管而言，其基射极接面之正向偏压值约为0.6伏特，因此欲使三极管截止，Vin必须低 于0.6伏特，以使三极管的基极电流为零。通常在设计时，为了可以更确定三极管必处于截止状态起见，往往使Vin值低于0.3伏特。（838电子资源）当然输入电压愈接近零伏特便愈能保证三极管开关必处于截止状态。欲将电流传送到负载上， 则三极管的集电极与射极必须短路，就像机械开关的闭合动作一样。 欲如此就必须使Vin达到够高的准位，以驱动三极管使其进入饱和工作区工作，三极管呈饱和状态时，集电极电流相当大，几乎使得整个电源电压Vcc均跨在负载电阻上，如此则VcE便接近于0，而使三极管的 集电极和射极几乎呈短路。在理想状况下，根据奥姆定律三极管呈饱和时，其集电极电流应该为： Vcc Ic（tfefi）二—— R LD 因此，基极电流最少应为： 丁Ic(sat) VCC T 二一二閒
第二章晶体三极管和场效晶体管
课题第一章晶体=极管和场效晶体管 2.1.1—2.1.3三极管的基本特性 课型 新课 投课班级17机电授课时数2课时 教学目标 1.掌握三极管的结构、分类和符号 2.理解三极管的工作电压和基本连接方式 3.理解三极管电流的分配和放大作用、掌握电流的放大作用 教学重点三极管结构、分类、电流分配和放大作用教学难点电流分配和放大作用 学情分析学生已经了解了PN结及特性学生已熟练掌握晶体二极管的基本特性 教学方法讲授法、引导法、图示法、对比法、多媒体演示法 教后记 通过对本次课的学习，学生了解了三极管的基本特性，了解三极管中的PN结与二极皆中PN结的区别，同时掌握了三极管的基本连接方式和放大倍数的讣算方法，并能进行实际应用，利用査表法说出三极管的型号
A.引入 在电子线路中，经常用的基本器件除二极管外，还有三引脚的三极管。B?新授课 2.1,1三极管的结构、分类和符号 一、晶体三极管的基本结构 1?观察外形 2.三极管的结构图 （1〉发射区掺杂浓度较大，以利于发射区向基区发肘载流子。（2）基区很薄，掺杂少，载流子易于通过。 <3）集电区比发射区体枳大且掺杂少，收集载流子。 注意：三极管并不是两个PN结的简单组合，不能用两个二极管代替。 二、图形符号 a. NPN 型 三.分类 1?内部三个区的半导体分类：NPN型、PNP型 2.工作频率分类：低频管和高频管 3.以半导体材料分：错、硅 2.1.2三极管的工作电压和基本连接方式 一、三极管的工作电压 1?三极笛工作时，发射结加正向电压?集电结加反向电压。 2?偏置电压：基极与发射极之间的电压。 二.三极管在电路中的基本连接方式 1?共发射极接法（讲解） 三极：发射极、 两结：发射结、基极、集电极 集电结 基区、集电区 （引导： 比较两种符 号，箭头说 明发射结导 通的方向） C b V e b. PNP 型 集 C电 极 集 C电 极 b V
常用开关管对照
常用开关管、场管、IC参数、国内外相似替换型号 分类:液晶屏维修实例 2009.7.9 12:15 作者：龙哥 | 评论：0 | 阅读：0 2SC1885 150V,0.05A 0.75,200MHZ BF297,BF422,BF391,3DG180K NPN 2SC2336 180V,1.5A,25W,95MHZ 2SC2238A,2SC2238B,2SC2660, NPN 2SD478,2SD608A,2SD760,2SD1138, 3DA25F 2SC3306 500V,10A,100W BUV48A,BUV48B,BUV48C,BUW13 NPN 2SC2740,2SC3042,2SC3277,2SC3365 2SC3842,2DK308C 2SC3461 1100V,8A,140W BU902,2SC3643,2SC3847,2SC3982, NPN 2SD1433 2SC3746 80V,5A,20W 2SC3253,2SC3258,2SC3540,2SC3691 NPN 2SC4549,2SD1270,2SC1832 2SC3866 900V,3A,40W 2SC2979,2SC3178,2SC3559,2SC3979 NPN 2SC4303 2SC3953 2SC3886 1400V,8A,50W BU508AF,2SC3847,2SC3896,2SD1850 NPN 2SD1886 2SC3997 1500V,20A,250W - NPN 2SC4111 1500V,10A,150W 2SC3307,2SC3897,2SC3995 N PN 2SC4159 180V,1.5A,15W 2SC3298A,2SC3298B,2SD1763A,2SD177 2 NPN 2SC4288 1400V,12A,200W 2SC3910,2SC3995 NPN 2SC4538 2SC4633 1500V,0.03A,7W 2SC4451,2SC4576 NPN 2SC4686A 1500V,0.05A,10W 2SC4578 NPN 2SC4833 500V,5A,35W BUT11AF,2SC3310,2SC3570,2SC4026 NPN 2SC4054,2SC4160,2SC4073,2SC4371 2SC4834 500V,8A,45W BU306F,BUT12AF,2SC3626,2SC4130, NPN
第四章 晶体二极管与晶体三极管复习课程
第四章晶体二极管与晶体三极管 本章概述：晶体管是采用半导体晶体材料（如硅、锗、砷化镓等）制成的，在 电子产品中应用十分广泛。本章从二、三极管的型号、分类、外形识别及检测等多个方面，对常用二、三极管进行了较为详细和系统的讲解。 第一节晶体二极管和晶体三极管的型号命名方法 一、中华人民共和国国家标准（GB249-74） 国标（GB249-74）半导体器件型号命名由五部分组成，见表4-1。 表4-1 国标半导体器件型号命名方法
例如：锗PNP高频小功率管为3AG11C，即 ３（三极管）Ａ（PNP型锗材料）Ｇ（高频小功率管）１１（序号）Ｃ（规格号）二、美国电子半导体协会半导体器件型号命名法 表4-2 美国电子半导体协会半导体器件型号命名法 三、日本半导体器件型号命名方法 表4-3 日本半导体器件型号命名方法 第二节半导体器件的外形识别
一、晶体二极管的外形识别 1.晶体二极管的结构与特性 定义：晶体二极管由一个PN结加上引出线和管壳构成。所以，二极管实际就是一个PN结。电路图中文字表示符号为用V表示。 基本结构：PN结加上管壳和引线，就成为了半导体二极管。 图4-1 二极管的结构和电路符号 二极管最主要的特性是单向导电性，其伏安特性曲线如图4-2所示。 1）正向特性 当加在二极管两端的正向电压（P为正、N为负）很小时（锗管小于0.1伏，硅管小于0.5伏），管子不导通，处于“截止”状态，当正向电压超过一定数值后，管子才导通，电压再稍微增大，电流急剧暗加（见曲线I段）。不同材料的二极管，起始电压不同，硅管为0.5-0.7伏左右，锗管为0.1-0.3左右。
三极管应用
三极管应用 一、三极管原理： 1.1 三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管。是一种控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。 三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。1.2 三极管输入特性曲线： ib = f(Ube)|Uce=常数 三极管输出特性曲线： ic=f(Uce)|ib=常数
二、三极管用途： 2.1 三级管利用其饱和的特性可以作为无触点开关，在单片机电路用常常需要用三极管来做开关管来使用以便驱动一些外设。电路如下： 当Q1处于临界饱和时，流经R1的电流为 Ic=VCC/R1，若Q1的直流增益为β（β有直流增益和交流增益之分，不同的管子差很大），则流经R2的电流为 Ib=Ic/β=（Vin-Vbe）/R2，Vbe 为基极与射极间的管压降，对硅管来说约为0.6V，对锗管来说，约为0.3V。 此时的Vin=Ib*R2+Vbe。 若要令Q1处于深度饱和状态（即开关闭合状态），Vin应大于临界饱和值，即Vin>Ib*R2+Vbe，Vin=Vbe+（Vcc*R2）/（β*R1）。 Ic 2.3 三极管可以做低噪声放大器ISM 866MHz频段低噪声放大器 谈谈三极管的开关功能 三极管的工作机理本质上就是通过be之间的电流来控制ce之间的电流。所以b极叫基极也叫控制极。本科生们关于三极管的一个粗糙的印象是三极管有放大作用，至于放大什么东西，可能有相当一部分人也含糊不清。我们这里说的放大，当然是指be间的电流来控制gemfield倍于它的流经ce之间的电流，这个gemfield，通常是100左右。形象的说，Ic就是将Ib放大100倍所得的电流。 三极管的工作有三种状态，即截止状态、线性放大状态、饱和状态。其实我本人是非常不喜欢这三个名字的。只是另起炉灶的话，会浪费更多的精力，也就罢了。不过深刻了解了这三种工作状态，以后便可以真正做到胸有成竹，从而看透电路中万变不离其宗的三级管用法。 那就先说截止状态吧。在描述三极管工作条件时，经常会蹦出正偏或者反偏这类词语，比如集电结反偏。这些词语也是令我很讨厌的一类词语，仿佛就是一个个骗子，将初始时我们对于森林的好奇最终引向了弥漫着雾气的杂草丛生的沼泽地带。所以我先费些笔墨来解释一下这个词语。所谓正偏，即两极间加的电压与PN结的导通方向一致，如本例中的2n5550 安森美NPN硅管，对于b、e构成的发射结来说，b极电位高于e极电位，就叫发射结正偏，相反则叫反偏！而对于b、c构成的集电结来说，b极电位高于c极电位，就叫集电结正偏，相反就叫反偏。 那么这个2n5550三极管什么时候处于截止状态呢？我们说当我们打开三极管的钥匙——be间的电压，有一个开启的电压，大约在0.5到0.6v之间。注意是b比e高0.5到0.6v，也就是说当b的电位比e 的电位高不出这个电压时，比如是0.4v或者0.1v或者-0.1v，我们就说三极管陷入了截止状态。这个时候，从c流向e的电流很小——只有1微安以下，因为我们还不具备开启三极管的钥匙。在multisim 10的电路仿真中，当ce间的电压为5v，Vbe钥匙电压为0.4v时，流经ce电流（Ic）为800多纳安。ce之间5v 这个还算可以的电压才仅仅产生了Ic纳安级渺小的电流。只能说ce间的电阻太大了。所以说，这个时候的ce间电阻很大，我们把它近似于开路。 所以对截止状态做个总结时，我们就说当be这把开启钥匙没有达到开启电压时（0.5到0.6）时，ce开路。这时的三极管你可以说它是装饰物，也可以说它是石头，甚至你把它从电路中拿走也没关系。这就是第一个我们要阐述的三极管的官员状态——我在休息，什么也不做。 不过不幸的是，下面还有一大段话要啰嗦。这些谆谆教诲对于三极管的任意一种工作状态都是适用的： 截止状态也不是说因为不用工作，所以就没有什么参数限制了。这是不对的，就像官员上班时间也在休息，甚至都有人在打麻将，ok，这是没关系的，反正也不会丢掉乌纱帽。但你不能放火烧房子，这个就不行了。同样，三极管在be的电位差不足前面提到的那个钥匙电压时不工作，但是be之间的电位差也不能太低了。比如，是一个很大的负值，这就是说e的电位反而比b的电位高很多。我们都知道三极管的be之间像一个pn结，那么毫无疑问也有一个反向耐压值。所以这块儿也有一个这样的值，就是说发射极的电位不能比基极高出那么多的一个值，是多少呢？对于2N5550来说，是6v，也就是说当Vbe<-6v时，三极管的发射结可能会被反向击穿。 三极管原理及应用 半导体从字面上理解为介于导体和绝缘体之间的物质，但是它可以通过人为控制在导体 和绝缘体之间变化，如今的大部分电子产品都有半导体的身影。 本征半导体通过掺杂衍生出了P型（空穴多）和N型（自由电子多）半导体，P型半导体 中有多余空穴（共价键上空岀的位置），N型半导体中有多余自由电子（共价键填满后多岀的自由 电子）。P型和N型半导体本身并没有电，但当他们相接触时，由于两边的空穴和自由电子有浓度差会产生扩散运动，导致N型半导体中多余的自由电子会扩散到P型半导体的空穴中，使得P区因得到电子而带负电，N区因失去电子而带正电，这样就在PN结产生由N区 指向P区的内建电场。随着扩散的进行，内建电场越来越强，而自由电子由于受到内建电场的作用力会产生向N区的漂移运动，最终电子的扩散运动和漂移运动势均力敌达到平衡，通常该内建电场电压约为0.7V。平衡后的PN结如图一所示。 ①①① 1 T 1 f亠 、 內电场育向 半导体的一个应用就是三极管，它属于电流控制器件，通过控制基极电流达到控制集电 极电流的目的。以NPN型三极管为例，它是由两个PN结对向放置构成，如图二所示。 发射极 图二 集电极 N1 + V N： E 基极 当三个电极都未加电压时，内部两个PN结都处于平衡状态，PN结就相当于一道关闭 的门，使得没有电流能够通过；而当在BE间加正向电压时，此时外加的电压会抵消一部分 内建电场，使得自由电子向P区的扩散运动得以加强，向N区的漂移运动减弱，这时只有 一小部分电流可以流过；当外加电场大于内建电场时，电子不再向N区漂移反而是向P区 漂移，这时PN结处于完全打开状态，类似于短路，就可以流过更多的电流，这就是三极管 BC之间也有一个PN结，当在BC间也加一个正向电压时，即BE BC之间的PN结都处 于正向偏置，但由于两个PN结是对向布置的，内建电场的方向也是相反的，因此自由电子由发射极穿过BE的PN结到达基区后就穿不过BC的PN结了，导致无法有电流流过CE此时的工作区域即为饱和区。如果在BC之间加反向电压，那么流经到基区的自由电子紧接着 就会在电场的作用下流到集电区（基区掺杂浓度低且很薄，所以没有太多的电子与空穴复合形成基级 电流，大部分都被收集到集电区），这个时候就会有电流流过CE之间，基级电流控制着BE间PN 结的开启程度，进而控制着流经CE间的电流，由此得来小电流控制大电流的能力，此区域 即为放大区。如果基级电流为零，即BE间的PN结都没有打开，自然就没有电流流过，此 区域即为截止区。三极管的输出特性如图四所示。 光敏二极管和光敏三极管简介及应用 光敏二极管和光敏三极管是光电转换半导体器件，与光敏电阻器相比具有灵敏度高、高频性能好，可靠性好、体积小、使用方便等优。 一、光敏二极管 1．结构特点与符号 光敏二极管和普通二极管相比虽然都属于单向导电的非线性半导体器件，但在结构上有其特殊的地方。光敏二极管使用时要反向接入电路中，即正极接电源负极，负极接电源正极。 2. 光电转换原理 根据PN结反向特性可知，在一定反向电压范围内，反向电流很小且处于饱和状态。此时，如果无光照射PN结，则因本征激发产生的电子-空穴对数量有限，反向饱和电流保持不变，在光敏二极管中称为暗电流。当有光照射PN结时，结内将产生附加的大量电子空穴对（称之为光生载流子），使流过PN结的电流随着光照强度的增加而剧增，此时的反向电流称为光电流。不同波长的光（兰光、红光、红外光）在光敏二极管的不同区域被吸收形成光电流。被表面P型扩散层所吸收的主要是波长较短的兰光，在这一区域，因光照产生的光生载流子（电子），一旦漂移到耗尽层界面， 就会在结电场作用下，被拉向N区，形成部分光电流；彼长较长的红光，将透过P型层在耗尽层激发出电子一空穴对，这些新生的电子和空穴载流子也会在结电场作用下，分别到达N区和P区，形成光电流。波长更长的红外光，将透过P型层和耗尽层，直接被N区吸收。在N区内因光照产生的光生载流子（空穴）一旦漂移到耗尽区界面，就会在结电场作用下被拉向P区，形成光电流。因此，光照射时，流过PN结的光电流应是三部分光电流之和。 二、光敏三极管 光敏三极管和普通三极管的结构相类似。不同之处是光敏三极管必须有一个对光敏感的PN 结作为感光面，一般用集电结作为受光结，因此，光敏二极管实质上是一种相当于在基极和集电极之间接有光敏二极管的普通二极管。其结构及符号如图Z0130所示。 三、光敏二极管的两种工作状态 光敏二极管又称光电二极管，它是一种光电转换器件，其基本原理是光照到P-N结上时，吸收光能并转变为电能。它具有两种工作状态： （1）当光敏二极管加上反向电压时，管子中的反向电流随着光照强度的改变而改变，光照强度越大，反向电流越大，大多数都工作在这种状态。 （2）光敏二极管上不加电压，利用P-N结在受光照时产生正向电压的原理，把它用作微型光电池。这种工作状态，一般作光电检测器。 光敏二极管分有P-N结型、PIN结型、雪崩型和肖特基结型，其中用得最多的是P-N结型， 三极管常用电路 1.三极管偏置电路_固定偏置电路 如上图为三极管常用电路中的固定偏置电路:Rb的作用是用来控制晶体管的基极电路Ib,Ib称为偏流,Rb称为偏流电阻或偏置电阻.改变Rb的值,就可以改变Ib的大小.图中Rb 固定,称为固定偏置电阻. 这种电路简单,使用元件少,但是由于晶体管的热稳定性差,尽管偏置电阻Rb固定,当温度升高时,晶体管的Iceo急剧增加,使Ie也增加,导致晶体管工作点发生变化.所以只有在温度变化不大,温度稳定性不高的场合才用固定偏置电路 2.三极管偏置电路_电压负反馈偏置电路 如上图为三极管常用电路中的电压负反馈偏置电路:晶体管的基极偏置电阻接于集电极. 这个电路好象与固定偏置电路在形式上没有多大差别,然而正是这一点,恰恰起到了自动补偿工作点漂移的效果.从图中可见,当温度升高时,Ic增大,那么Ic上的压降也要增大,使得Uce下降,通过Rb,必然Ib也随之减小,Ib的减小导致Ic的减小,从而稳定了Ic,保证了 Uce基本不变. 这个过程,称为负反馈过程,这个电路就是电压负反馈偏置电路. 2.三极管偏置电路_分压式电流负反馈偏置电路 如上图为三极管常用电路中的分压式电流负反馈偏置电路:这个电路通过发射极回路串入电阻Re和基极回路由电阻R1,R2的分压关系固定基极电位以稳定工作点,称为分压式电流负反馈偏置电路.下面分析工作点稳定过程. 当温度升高,Iceo增大使Ic增加.Ie也随之增加.这时发射极电阻Re上的压降Ue=Ie*Re 也随之升高.由于基极电位Ub是固定的,晶体管发射结Ube=Ub-Ue,所以Ube必然减小,从而使Ib减小,Ic和Ie也就减小了. 这个过程与电压负反馈类似,都能起到稳定工作点的目的.但是,这个电路的反馈是Ue=Ie*Re,取决于输出电流,与输出电压无关,所以称电流负反馈. 在这个电路中,上,下基极偏置电阻R1,R2的阻值适当小些,使基极电位Ub主要由它们的分压值决定.发射极上的反馈电阻Re越大,负反馈越深,稳定性越好.不过Re太大,在电源电压不变的情况下,会使Uce下降,影响放大,所以Re要选得适当. 如果输入交流信号,也会在Re上引起压降,降低了放大器的放大倍数,为了避免这一点,Re 两端并联了一个电容Ce,起交流旁路作用. 这种电路稳定性好,所以应用很广泛. 一、采用仪表放大器还是差分放大器 尽管仪表放大器和差分放大器有很多共性，但设计过程的第一步应当是选择使用何种类型的放大器。 三极管应用电路和基本放大电路 2G 郭标2005-11-29 三极管应用电路和基本放大电路 (1) 一、三极管三种基本组态 (2) 二、应用电路 (3) A、偏置使用 (3) B、放大电路应用 (5) 三、射频FET小信号放大器设计 (7) 1、基本概念： (7) 2、基于S－参数和圆图的分析方法 (8) 四、集成中小功率放大器 (9) 附1：容易发生自激的电路形式 (11) 附2 电路分析实例 (11) 一、三极管三种基本组态 共发 共集 共基 特点：共发－对电压电流都有放大，适合制做放大器 共集－电压跟随器 共基－电流继随器 直流工作点选取 交流小信号混和PI 型等效模型 e 二、应用电路 A 、偏置使用 1、有源滤波电路： R1 R2 特点：直流全通，交流对地呈高容性。 使用时可在b 和e 对地接大电容，增强滤波。 2、有源负载电路： Vcc 特点：直流负载很小，交流负载大，提高放大器的Rc 3、恒流源电路 独立电流源 镜像电流源 特点：较大的偏置电压变化，有较小的电流变化 4、电平控制与告警电路 特点：利用导通截至特性，控制电平可调整 5、电流补偿偏置电路 特点：补偿偏置三极管能够补偿放大管因长期工作时，gm变低导致的Ic变低而改变工作点。 特点：适用于设计低噪声、高增益、高稳定性、较低频的放大电路。选择特定的材料可以做到高频。 1、共发放大的形式： ☆发射级接电阻的： 电压放大倍数接近为Rc/Re ☆接有源负载的： 共发有源负载的作用：直流负载很小，交流负载大 以此提高Rc，增大电压放大倍数 电压和电流同时放大的形式只有共发。 2、cb和cc的放大器一般只作为辅助。电流接续和电压接续或隔离作用。 3、级联考虑： 差分放大一般在组合放大的第一级，目的不在提供增益，而是良好的输入性能，如共模抑制比，温度漂移等；（互补型）共集电路（前置隔离级）做为最后一级，可兼容不同负载。而中间级一般是为了取得较高的增益，所以采用（有源偏置的）共发放大器。 放大电路中采用恒流偏置电路提高稳定性。 互补型共集电路 互补型共集电路特点：作为隔离级，提高动态范围 三极管和MOS管做开关用时的区别 ?我们在做电路设计中三极管和MOS管做开关用时候有什么区别工作性质： 1.三极管用电流控制，MOS管属于电压控制. 2、成本问题：三极管便宜，MOS管贵。 3、功耗问题：三极管损耗大。 4、驱动能力：MOS管常用来电源开关，以及大电流地方开关电路。 实际上就是三极管比较便宜，用起来方便，常用在数字电路开关控制。 MOS管用于高频高速电路，大电流场合，以及对基极或漏极控制电流比较敏感的地方。 一般来说低成本场合，普通应用的先考虑用三极管，不行的话考虑MOS管 实际上说电流控制慢，电压控制快这种理解是不对的。要真正理解得了解双极晶体管和MOS晶体管的工作方式才能明白。三极管是靠载流子的运动来工作的，以npn管射极跟随器为例，当基极加不加电压时，基区和发射区组成的pn结为阻止多子（基区为空穴，发射区为电子）的扩散运动，在此pn结处会感应出由发射区指向基区的静电场（即内建电场），当基极外加正电压的指向为基区指向发射区，当基极外加电压产生的电场大于内建电场时，基区的载流子（电子）才有可能从基区流向发射区，此电压的最小值即pn结的正向导通电压（工程上一般认为0.7v）。但此时每个pn结的两侧都会有电荷存在，此时如果集电极-发射极加正电压，在电场作用下，发射区的电子往基区运动（实际上都是电子的反方向运动），由于基区宽度很小，电子很容易越过基区到达集电区，并与此处的PN的空穴复合（靠近集电极），为维持平衡，在正电场的作用下集电区的电子加速外集电极运动，而空穴则为pn结处运动，此过程类似一个雪崩过程。集电极的电子通过电源回到发射极，这就是晶体管的工作原理。三极管工作时，两个pn结都会感应出电荷，当做开关管处于导通状态时，三极管处于饱和状态，如果这时三极管截至，pn结感应的电荷要恢复到平衡状态，这个过程需要时间。而MOS三极管工作方式不同，没有这个恢复时间，因此可以用作高速开关管。 ?（1）场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用场效应管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用晶体管。 （2）场效应管是利用多数载流子导电，所以称之为单极型器件，而晶体管是即有多数载流子，也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。 晶体三极管的应用 第二章晶体三极管及其应用 教学重点 1．掌握晶体三极管的结构、工作电压、基本连接方式和电流分配关系。 2．熟练掌握晶体三极管的放大作用；共发射极电路的输入、输出特性曲线；主要 参数及温度对参数的影响。 教学难点 1．晶体三极管的放大作用 2．输入、输出特性曲线及主要参数 第一节晶体三极管 一、晶体三极管的结构、分类和符号 （一）、三极管的基本结构 1．三极管的外形：如图2-1所示。三极管通常有三个电极，功率大小不同的三极管体积和封装形式各不相同，近年来生产的小、中功率管多采用硅酮塑料封装，大功率三极管采用金属封装，通常做成扁平形状并有螺钉安装孔，有的大功率管干脆制成螺栓形状，这样能够使三极管的 外壳和散热器连成一体，便于散热。 2．三极管的结构：三极管的核心是两个 PN 结，按照两个PN 结的组合方式不同，可分为 PNP 型管和NPN 型两类，如图2-2所示。 3．晶体三极管有三个区――发射区、基区、 集电区； 发射区掺杂浓度较大；基区很薄且掺杂最 少；集电区比发射区体积大且掺杂少。两个PN 结――发射区和基区之间的PN 结称为发射结(BE 结)、集电区和基区之间的PN 结称为集电结(BC 结)；三个电极――发射极e (E )、基极b (B )和集电极c (C )； （二）、晶体三极管的符号 晶体三极管的符号如图2-3所示。 箭头：表示发射结加正向 电压时的电流方向。 文字符号：V (三)、晶体三极管的分类 图 2-3 三极管符号 图2-1 三极管外形 图2-2 三极管的结构图 1．三极管有多种分类方法。 按内部结构分：有NPN型和PNP型管； 按工作频率分：有低频和高频管； 按功率分：有小功率和大功率管； 按用途分：有普通管和开关管； 按半导体材料分：有锗管和硅管等等。 2．国产三极管命名法：例如：3DG表示高频小功率NPN型硅三极管；3CG表示高频小功率PNP型硅三极管；3AK表示PNP型开关锗三极管等。 二、三极管的基本连接方式 如图2-4所示，晶体三极管有三种基本连接方 (a) 共发射极接法 (b) 共基极接法 (c) 共集电极接法 式：共发射极、共基极和共集电极接法。最常用的是共发射极接法。 第二节晶体三极管的电流放大和分配作用 一、晶体三极管的电流放大作用 1.三极管工作状态的判断方法： 分析电路时，判断三极管的功能，如果能够知道该三极管三个管脚的电压和该三极管起得作用（放大还是开关），。对于NPN而言，如果Uc>Ub>Ue,该管处于放大状态，放大一定的电流，一般是在模拟电路中起了作用（此时Uce之间的电压是不确定的）；如果Ub>Ue, Ub>Uc,该管处于饱和状态，c-e之间导通，其管压降为0.3-0.7V,与截止区相对立，此时该 二极管起到了开关的作用， 如图所示： 般应用在数字电路中。 3.72 12 * 饱和 3. 3 放大区截■ 止 3 区 3 区 对于PNP而言，当Ue>Ub>Uc即集电极反偏、发射极正偏，处于放大状态；当Ue>Ub 且 Uc>Ub（这时候，Uc^ Ue）,即集电极和发射极都正偏，处于饱和状态。 2.三极管的使用方法： 我们经常在单片机系统中连接三极管起到开关的作用，经典电路如下图所示： 如果在单片机系统中出现三极管时，那么该三极管大多数甚至几乎全部情况下都会处于 开-关状态。因为单片机输出的都是数字量，要么是0,要么是1,不可能出现别的情况。因 此对应的三极管也要么开通，要么关断。 在上面电路中，如果按照开始时说的三极管状态的判别方法，是不行的。因为c点得工 作电压是不确定的（实际上在真正的电路中c点电压是确定的，但是从电路图中我们看不出 来）。真正的判断方法如下：当I/0引脚为高电平时，b点基极的电流是一定的，那么c点电 流也是一定的，而且是处在了三极管的饱和区，因此b点的电压为0.7v,三极管导通，贝U c 点的电压与e点压相同（比e点略大，约为0.5v,即为Uce）,即OUT （输出端处于低电平）端为低电平状态。当I/0引脚为低电平时，NPN三极管断开，c-e之间不导通，那么此时 c 点（OUT）电位为高电平即VCC电压。这从而达到了用单片机引脚来控制Vcc的效果。 综上所述：当I/O为高电平，b-e之间有电压，三极管导通，c-e管压降小，OUT为低电平（Q 0.5）;当I/O为低电平时，b-e之间没电压，三极管关断，c-e管压降非常大，OUT为高电平=Vcc; 上面就是NPN的使用方法。我们可以这么理解：在使用NPN时，要尽可能将e端接地，当b 端比e端至少高0.7v时，管子导通；否则管子断开。 同理,我们可以得出PNP三极管的使用电路和方法： 电路1简单电感量测量装置 在电子制作和设计，经常会用到不同参数的电感线圈，这些线圈的电感量不像电阻那么容易测量，有些数字万用表虽有电感测量挡，但测量范围很有限。该电路以谐振方法测量电感值，测量下限可达10nH，测量范围很宽，能满足正常情况下的电感量测量，电路结构简单，工作可靠稳定，适合于爱好者制作。 一、电路工作原理 电路原理如图1（a）所示。 图1简单电感测量装置电路图 该电路的核心器件是集成压控振荡器芯片MC1648，利用其压控特性在输出3脚产生频 值，测量精度极高。 率信号，可间接测量待测电感L X BB809是变容二极管，图中电位器VR1对+15V进行分压，调节该电位器可获得不同的电压输出，该电压通过R1加到变容二极管BB809上可获得不同的电容量。测量被测电感L X 时，只需将L X接到图中A、B两点中，然后调节电位器VR1使电路谐振，在MC1648的3脚会输出一定频率的振荡信号，用频率计测量C点的频率值，就可通过计算得出L 值。 X 电路谐振频率：f0=1/2π所以L X=1/4π2f02C LxC 式中谐振频率f0即为MC1648的3脚输出频率值，C是电位器VR1调定的变容二极管的电容值，可见要计算L X的值还需先知道C值。为此需要对电位器VR1刻度与变容二极管的对应值作出校准。 为了校准变容二极管与电位器之间的电容量，我们要再自制一个标准的方形RF（射频）电感线圈L0。如图6—7(b)所示，该标准线圈电感量为0.44μH。校准时，将RF线圈L0接在图（a）的A、B两端，调节电位器VR1至不同的刻度位置，在C点可测量出相对应的测量值，再根据上面谐振公式可算出变容二极管在电位器VR1刻度盘不同刻度的电容量。附表给出了实测取样对应关系。 附表振荡频率（MHz）98766253433834 三极管在电路中的应用三极管的适用范围三极管在电路中的应用，三极管的适用范围。三极管是我们常用电子元件的之一，我们生活中常见的电子元件有电阻、电容、电感、电位器、变压器、三极管、二极管、IC等。电子元件（Electronic component），是组成电子产品的基础。而三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三级管在电路中有哪些应用呢？三极管又有什么适用范围呢？ 三极管在电路中的应用，三极管的适用范围。三极管在电路中的应用将在以下几点体现，晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。 一、三极管的电路中的工作状态 三极管的工作状态： 截至状态：当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，我们称三极管处于截止状态。 放大状态：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并处于某一恰当的值时， 三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，这时基极电流对集电极电流起着控制作用，使三极管具有电流放大作用，其电流放大倍数β=ΔIc/ΔIb，这时三极管处放大状态。 饱和导通状态：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并当基极电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不怎么变化，这时三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。 二、三极管在电路中的放大作用 1）三极管工作在放大状态，即发射结正偏，集电结反偏。 2）输入回路的设置应当使输入信号耦合到三极管的输入电极，形成变化的基极电流，从而产生三极管的电流控制关系，变成集电极电流的变化。 3）输出回路的设置应该保证将三极管放大以后的电流信号转变成负载需要的电量形式（输出电压或输出电流）。 三、三极管在电路中的开关控制作用 1）基极必须串接电阻，保护基极。 2）基极根据ＰＮＰ或者ＮＰＮ管子加上拉电阻或者下拉电阻。 3）集电极电阻阻值根据驱动电流实际情况调整。 三极管在电路中的工作状态、三极管在电路中的放大作用以及三极管在电路中的开关控制作上文已作详细说明，那三极管又有什么样的适用范围呢？三极管的种类有低频小功率三极管，高频小功率三极管，低频大功率三极管，高频大功率三极管，开关三极管等。三级管有着以下适用范围： 1.低频率小功率三极管，一般指特征频率在3MHZ以下，功率小于1W的三极管，一般作为小信号放大用。 第一节基本三极管开关基本电路设计 三极管除了可以当做交流信号放大器之外，也可以做为开关之用。严格说起来，三极管与一般的机械接点式开关在动作上并不完全相同，但是它却具有一些机械式开关所没有的特点。图1所示，即为三极管电子开关的基本电路图。由下图可知，负载电阻被直接跨接于三极管的集电极与电源之间，而位居三极管主电流的回路上， 图1 基本的三极管开关 输入电压Vin则控制三极管开关的开启(open) 与闭合(closed) 动作，当三极管呈开启状态时，负载电流便被阻断，反之，当三极管呈闭合状态时，电流便可以流通。详细的说，当Vin为低电压时，由于基极没有电流，因此集电极亦无电流，致使连接于集电极端的负载亦没有电流，而相当于开关的开启，此时三极管乃胜作于截止(cut off)区。 同理，当Vin为高电压时，由于有基极电流流动，因此使集电极流过更大的放大电流，因此负载回路便被导通，而相当于开关的闭合，此时三极管乃胜作于饱和区(saturation)。838电子 一、三极管开关电路的分析设计 由于对硅三极管而言，其基射极接面之正向偏压值约为0.6伏特，因此欲使三极管截止，Vin必须低于0.6伏特，以使三极管的基极电流为零。通常在设计时，为了可以更确定三极管必处于截止状态起见，往往使Vin值低于0.3伏特。(838电子资源) 当然输入电压愈接近零伏特便愈能保证三极管开关必处于截止状态。欲将电流传送到负载上，则三极管的集电极与射极必须短路，就像机械开关的闭合动作一样。欲如此就必须使Vin达到够高的准位，以驱动三极管使其进入饱和工作区工作，三极管呈饱和状态时，集电极电流相当大，几乎使得整个电源电压Vcc均跨在负载电阻上，如此则VcE便接近于0，而使三极管的集电极和射极几乎呈短路。在理想状况下，根据奥姆定律三极管呈饱和时，其集电极电流应该为﹕ 站内搜索： 永生 RSS 电路测试仪正达电路测试 电路测试仪-北京正达专营电路测试仪 https://www.wendangku.net/doc/3d9228561.html, 高校实验教学解决方案 集成电路维修检测仪. STC 51 新39.99 USB ISP 5 in 1(USB 能在线 录器 45.0 搜索 图1 基本的三极管开关 因此，基极电流最少应为： ( 流值。由于基极回路只是一个电阻和基射极接面的串联电路，故 ( 为了避免混淆起见，本文所介绍的三极管开关均采用NPN三极管，当然NPN三极管亦可以被当作开关来使用，只是比较不常见罢了。 例题1 试解释出在图2的开关电路中，欲使开关闭合(三极管饱和) 所须的输入电压为何﹖并解释出此时之负载电流与基极电流值﹖ 解﹕由2式可知，在饱和状态下，所有的供电电压完全跨降于负载电阻上，因此 由方程式 (1) 可知 因此输入电压可由下式求得﹕ 图2 用三极管做为灯泡开关 由例题得知，欲利用三极管开关来控制大到1.5A的负载电流之启闭动作，只须要利用甚小的控制电压和电流即可。此外，三极管虽然流过大电流，却不须要装上散热片，因为当负载电流流过时，三极管呈饱和状态，其VCE趋近于零，所以其电流和电压相乘的功率之非常小，根本不须要散热片。 二、三极管开关与机械式开关的比较 截至目前为止，我们都假设当三极管开关导通时，其基极与射极之间是完全短路的。事实并非如此，没有任何三极管可以完全短路而使VCE=0，大多数的小信号硅质三极管在饱和时，VCE(饱和) 值约为0.2伏特，纵使是专为开关应用而设计的交换三极管，其VCE(饱和) 值顶多也只能低到0.1伏特左右，而且负载电流一高，VCE(饱和) 值还会有些许的上升现象，虽然对大多数的分析计算而言，VCE(饱和) 值可以不予考虑，但是在测试交换电路时，必须明白VCE(饱和) 值并非真的是0。 虽然VCE(饱和)的电压很小，本身微不足道，但是若将几个三极管开关串接起来，其总和的压降效应就很可观了， 不幸的是机械式的开关经常是采用串接的方式来工作的，如图3(a)所示，三极管开关无法模拟机械式开关的等效电 路(如图3(b)所示)来工作，这是三极管开关的一大缺点。表 步进电机控制工作原理 直流电机的PWM冲调速控制技术 消除按键抖动电路 伺服电机工作原理LED驱动原理谈谈三极管的开关功能
三极管原理及应用
光敏三极管的应用电路
三极管常用应用电路
(整理)三极管应用电路和基本放大电路.
三极管和MOS管做开关用时的区别
晶体三极管的应用
三极管的使用方法
确定版的50个典型经典应用电路实例分析
三极管在电路中的应用三极管的适用范围
三极管作为开关电路的设计及应用
三极管开关电路分析