三极管常用应用电路
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。
差分放大器本质上是一个运放减法器，通常使用大阻值输入电阻器。电阻器通过限制放大器的输入电流提供保护。它们还将输入共模电压和差分电压减小到可被部减法放大器处理的围。总之，差分放大器应当用於共模电压或瞬态电压可能会超过电源电压的应用中。
与差分放大器相比，仪表放大器通常是带有两个输入缓冲放大器的运放减法器。当总输入共模电压加上输入差分电压（包括瞬态电压）小於电源电压时，应当使用仪表放大器。在最高精度、最高信噪比（SNR）和最低输入偏置电流（IB）是至关重要的应用中，也需要使用仪表放大器。
二、单片仪表放大器部描述
1、高性能仪表放大器
ADI公司於1971年推出了第一款高性能单片仪表放大器AD520，2003年推出AD8221。这款仪表放大器采用超小型MSOP封装并且在高於其它同类仪表放大器的带宽提供增加的CMR。它还比工业标准AD620系列仪表放大器有很多关键的性能提高。
图2. AD8221的引脚排列
AD8221是一种基於传统的三运放结构的单片仪表放大器（见图1）。输入三极管Q1和Q2在恒定的电流条件下被偏置以便任何差分输入信号都使A1和A2的输出电压相等。施加到输入端的信号产生一个通过RG、R1和R2的电流以便A1和A2的输出提供正确的电压。从电路结构上，Q1、A1、R1和Q2、A2、R2可视为精密电流反馈放大器。放大的差分信号和共模信号施加到差分放大器A3，它抑制共模电压，但会处理差分电压。差分放大器具有低输出失调电压和低输出失调电压漂移。经过激光微调的电阻器允许高精密仪表放大器具有增益误差典型值小於20ppm并且CMR超过
90dB（G=1）。
图3. AD8221的CMR与频率的关系
图4. AD8221的闭环增益与频率的关系
图5. AD620原理图
图6. AD620的闭环增益与频率的关系
AD8221使用超β输入三极管和一个IB补偿电路，它可提供极高的输入阻抗，低IB，低失调电流（IOS），低IB漂移，低输入IB噪声，以及8nV/（Hz）1/2极低电压噪声。
AD8221的增益公式为∶
AD8221采用精心设计以保证用户能够使用一苹外部的标准阻值的电阻器很容易和精确地设置增益。
由於AD8221的输入放大器采用电流反馈结构，所以它的增益带宽乘积可以随增益提高，从而构成一个在提高增益时没有电压反馈结构的带宽降低的系统。
为了甚至在低输入信号幅度条件下也能保持精密度，对AD8221的设计和布线采用了特别细心的考虑，因而能使仪表放大器的性能满足甚至要求最严格的应用（见图3和图4）。
AD8221采用独特的引脚排列使其达到无与伦比的CMR技术指标，在10kHz（G = 1）条件下为80dB，在1kHz（G = 1000）条件下为110dB。平衡的引脚排列，如图2所示，减少了过去对CMR性能有不利影响的寄生效应。另外，新的引脚排列简化了PCB布线，因为相关的印制线都分组靠近在一起。例如，增益设置电阻器引脚与输入引脚相邻，并且参考脚靠近输出引脚。
多年来，AD620已经成为工业标准的高性能、低成本的仪表放大器。AD620是一种完整的单片仪表放大器，提供8引脚DIP和SOIC两种封装。用户使用一苹外部电阻器可以设置从1到1,000任何要求的增益。按照设计要求，增益10和100需要的电阻值是标准的1%金属膜电阻值。
AD620（见图5）是传统AD524仪表放大器的第二代产品并且包含一个改进的传统三运放电路。经过激光微调的片薄膜电阻器R1和R2，允许用户仅使用一苹外部电阻器便可将增益精确设置到100，最大误差在±0.3%之。单片结构和激光晶圆微调允许电路元器件的精密匹配和跟踪。
图7. AD620的CMR与频率的关系
图8. AD620的增益非线性(G=100, RL=10kΩ,垂直刻度: 100μV=10ppm, 水平刻度2V/div)
图9. AD620的小信号脉冲响应(G=10，RL=2kΩ，CL=100pF)
图10. AD621原理图
由Q1和Q2构成的前置放大器级提供附加的增益前端。通过Q1-A1-R1环路和Q2-A2-R2环路反馈使通过输入器件Q1和Q2的集电极电流保持恒定，由此使输入电压加在外部增益设置电阻器RG 的两端。这就产生一个从输入到A1/A2输出的差分增益G，G=（R1＋R2）/RG＋1。单元增益减法器A3消除了任何共模信号，并产生一个相对於REF引脚电位的单端输出。
RG的值还决定前置放大器级的跨导。为了提供增益而减小RG时，前置放大器级的跨导逐渐增加到相应输入三极管的跨导。这有三个主要优点。第一，随著设置增益增加，开环增益也随著增加，从而降低了增益相对误差。第二，（由C1、C2和前置放大器跨导决定的）增益带宽乘积随著设置的增益一起增加，因而优化了放大器的频率响应。图6示出AD620的闭环增益与频率的关系。
AD620还在宽频率围具有优良的CMR，如图7所示。图8和图9分别示出AD620的增益非线性和小信号脉冲响应。
第三，输入电压噪声减少到9nV（Hz）1/2，主要由输入器件的集电极电流和基极电阻决定的。
部增益电阻器R1和R2的阻值已经调整到24.7kΩ，从而允许只利用一苹外部电阻器便可精确地
设置增益。增益公式为∶
这，电阻器RG以kΩ为单位。
选择24.7kΩ阻值是以便於可使用标准1%电阻器设置最常用的增益。
AD621与AD620类似，只是设置10和100倍增益的增益电阻器已经集成在芯片——无需使用外部电阻器。选择100倍增益只需要一个外部跨接线（在引脚1和8之间）。对於10倍增益，断
开引脚1和引脚8。它在规定温度围提供优良的增益稳定性，因为片增益电阻跟踪反馈电阻的温度系数（TC）。图10是AD621的原理图。AD621具有0.15%最大总增益误差和±5ppm/℃增益漂移，它比AD620的片精度高出许多。
图11. AD621的CMR与频率的关系
图12. AD621的闭环增益与频率的关系
AD621也可使用一苹外部增益电阻设置在10和100之间的增益，但增益误差和增益温度漂移会变坏。使用外部电阻器设置增益公式为∶ G=（R1＋R2）/RG+1
图11和图12分别示出AD621的CMR与频率的关系以及闭环增益与频率的关系。图13和图14
分别示出AD621的增益非线性和小信号脉冲响应。
图13. AD621的增益非线性(G=10, RL=10kΩ，垂直刻度∶100μV/div=100ppm/div，水平刻度
2V/div)
图14. AD621的小信号脉冲响应(G=10，RL=2kΩ，CL=100pF)
图15. AD8225原理图
2、固定增益仪表放大器
AD8225是一种增益为5的精密单片仪表放大器。图15示出它是一个三运放仪表放大器。单位增益输入缓冲器由超βNPN三极管Q1和Q2以及运放A1和A2组成。这些三极管被补偿以使它们的输入偏置电流极低，典型值为100pA或更低。因此，电流噪声也很低，仅50fA/（Hz）1/2。输入缓冲器驱动一苹增益为5的差分放大器。因为3kΩ和15kΩ电阻是比率匹配的，所以增益稳定性在额定温度围优於5ppm/℃。
与通常的可变增益仪表放大器的单位增益补偿相比，AD8225具有宽增益带宽乘积，由於它被补偿到5 倍固定增益。AD8225创新的引脚排列也提高了高频性能。由於引脚1和8未用，所以引脚1可连接到引脚4。由於引脚4也是AC接地，所以平衡了引脚2和3上的寄生电容。
3、低成本仪表放大器
AD622是AD620的低成本版本（见图5）。AD622采用改进的生产方法以便以较低成本提供AD620的大多数性能。图18、图19和图20分别示出AD622的CMR与频率的关系，增益非线性以及闭环增益与频率的关系。
图16. AD8225的CMR与频率的关系
图17. AD8225的增益非线性
图18. AD622的CMR与频率的关系(RTI，0~1kΩ源阻抗不平衡)
图19. AD622的增益非线性(G=1，RL=10kΩ；垂直刻度∶2μV=2ppm)
图20. AD622的闭环增益与频率的关系
图21. AD623原理图
4、单电源仪表放大器
单电源仪表放大器有一些特殊的设计问题需要解决。输入级必须能够放大处於接地电位（或非常接近接地电位）的信号，并且输出级摆幅要能够接近地电位或电源电压，即高於地电位或低於电源电压几个毫伏（mV）。低电源电流也很重要。并且，当仪表放大器工作在低电源电压时，它需要有足够的增益带宽乘积、低失调电压漂移和优良的CMR与增益以及CMR与频率的关系。
AD623是一种在三运放仪表放大器电路基础上经过改进的仪表放大器以保证单电源或双电源工作，甚至能工作在共模电压或者低於负电源电压（或单电源工作时，低於接地电位）。其它特点包括R-R输出电压摆幅，低电源电流，超小型封装，低输入和输出失调电压，μV级DC失调电压漂移，高CMR，以及仅用一苹外部电阻器设置增益。
如图21所示，输入信号施加到PNP三极管作为电压缓冲器和DC电平移位器。在每个放大器（A1和A2）反馈路径中采用一苹精度调整到0.1%以的50kΩ电阻器保证精确的增益设置。差分输出
为∶
这RG以kΩ为单位。
使用输出差分放大器，将差分电压转换为单端电压，也抑制了输入放大器输出端上的任何共模信号。
由於上述所有放大器的摆幅都能达到电源电压的任一端，并且它们的共模围扩展到负电源电压以下，因而进一步提高了AD623的摆幅围。
应当注意，不像双电源输入电流补偿的仪表放大器（例如，AD620），Q1和Q2的基极电流直接流出输入端。由於这两个输入端（即Q1和Q2的基极）可工作在接地电位（即，0V或更准确的说，低於接地电位200mV），所以为AD623提供输入电流补偿是不可能的。但是，AD623的输入偏置电流仍非常小∶最大值仅25nA。
图22. AD623的闭环增益与频率的关系
图23. AD623的CMR与频率的关系(VS=±5V)
图24. AD623的增益非线性(G=-10,50ppm/div)
图25. AD623的小信号脉冲响应(G=10，RL=10kΩ，CL=100pF)
图26. AD627原理图
图27. AD627的CMR与频率的关系
图28. AD627的闭环增益与频率的关系
图29 . AD627的增益非线性(VS=±2.5V，G=5，4ppm/垂直分格)
图30. AD627图的小信号脉冲响应(VS=±5V，G=+10,RL=20KΩ，CL=50pF,20μs/水平分格,20mV/
垂直分格)
引脚6上的输出电压是相对引脚5上的参考端电位测量的。参考端引脚的阻抗是100kΩ。部ESD 箝位二极管允许AD623的输入端、参考端、输出端和增益端安全地耐受高於或低於电源电压0.3V 的过压。对於所有增益，并且在开机或关机时都是这样。对於後一种情况尤其重要，因为信号源和仪表放大器可能是分开供电的。如果预期过压超过这个值，使用外部限流电阻器，应该限制流过这些二极管的电流到10mA。这些电阻器的阻值由仪表放大器的噪声幅度、电源电压以及所需要的过压保护确定。
当AD623的增益增加时，会减小它的带宽，因为A1和A2是电压反馈运算放大器。但是，AD623甚至在较高增益下，它仍有足够的带宽适合许多应用。
AD623的增益是通过引脚1和8之间的RG电阻器或由更精确的其它方法构成的阻抗进行设置的。图22示出AD623的增益与频率的关系。AD623使用0.1%~1%允许误差的电阻器经过激光微调以达到精确增益。
表2示出对应各种增益所需要的RG值。注意，对於G=1，RG两端不连接。对於任何任意的增益，RG可使用以下公式计算∶
RG=100 kΩ/（G-1）
图23示出AD623的CMR与频率的关系。注意在增益增加到100时还具有很高的CMR，并且当频率高达200Hz时，在很宽的频率围CMR仍然很高。这保证了电源共模信号（以及它们的谐波）的衰减。图24示出AD623的增益非线性。图25示出AD623的小信号脉冲响应。
5、低功耗、单电源仪表放大器
AD627是一种单电源、微功耗仪表放大器，它仅使用一苹外部电阻器可将增益配置在5和1,000之间。它采用3V~30V单电源提供R-R输出电压摆幅。它在3V电源工作条件下具有仅60μA（典型值）静态电源电流，其总功耗小於180μW。
图26是AD627的原理图。AD627是使用两个反馈环路构成的真正仪表放大器。它的通用特性类似於那些传统的双运放仪表放大器，并且可认为是双运放仪表放大器，但是其部细节有些不同。
AD627采用改进的电流反馈电路，与级前馈频率补偿电路耦合，因而在DC以上（特别是50Hz~60Hz 电源频率）的频率条件下具有比其它低功耗仪表放大器更好的共模抑制比（CMRR）。
如图26所示，A1与V1和R5连接构成一个完整的反馈环路，迫使流过Q1集电极电流恒定。假设此时不连接增益设置电阻器（RG）。电阻器R2和R1完成环路并且迫使A1的输出电压等於具有1.25（几乎精确）增益的反向端电压。由A2构成的几乎相同的反馈环路迫使一个电流流过Q2，它本质上与流过Q1的电流相同，并且A2也提供输出电压。当两个环路都平衡时，从同向端到VOUT的增益等於5，而从A1的输出到VOUT的增益等於-4。A1的反向端增益（1.25）乘以A2的增益（-4）使反向端和同向端的增益相等。
差模增益等於1+R4/R3，标称值为5，并且具有工厂调整过的0.01%最终精度（AD627B典型值）。增加一苹外部增益设置电阻器（RG）将增益提高（R4+R1）/RG。AD627的增益由以下公式给出∶从R1到R4的电阻器经过激光微调以保证它们的阻值尽可能接近增益公式中的绝对值。这保证了在所有实际增益条件下器件具有低增益误差和高CMR。
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。 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： 因此，基极电流最少应为：
第二章_半导体三极管及其基本电路(附答案)[1].
第二章半导体三极管及其基本电路 一、填空题 1、(2-1，中)当半导体三极管的正向偏置，反向偏置偏置时，三极管具有放大作用，即极电流能控制极电流。 2、(2-1，低)根据三极管的放大电路的输入回路与输出回路公共端的不同，可将三极管放大电路分为，，三种。 3、(2-1，低)三极管的特性曲线主要有曲线和曲线两种。 4、(2-1，中)三极管输入特性曲线指三极管集电极与发射极间所加电压V CE一定时，与之间的关系。 5、(2-1，低)为了使放大电路输出波形不失真,除需设置外,还需输入信号。 6、(2-1，中)为了保证不失真放大，放大电路必须设置静态工作点。对NPN管组成的基本共射放大电路，如果静态工作点太低，将会产生失真，应调R B，使其，则I B，这样可克服失真。 7、(2-1，低)共发射极放大电路电压放大倍数是与的比值。 8、(2-1，低)三极管的电流放大原理是电流的微小变化控制电流的较大变化。 9、(2-1，低)共射组态既有放大作用，又有放大作用。 10、(2-1，中)共基组态中，三极管的基极为公共端，极为输入端，极为输出端。 11、(2-1，难)某三极管3个电极电位分别为V E=1V,V B=1.7V,V C=1.2V。可判定该三极管是工作于 区的型的三极管。 12、(2-1，难)已知一放大电路中某三极管的三个管脚电位分别为①3.5V，②2.8 V，③5V，试判断： a．①脚是，②脚是，③脚是（e, b，c）； b．管型是（NPN，PNP）； c．材料是（硅，锗）。 13、(2-1，中)晶体三极管实现电流放大作用的外部条件是，电流分配关系是。 14、(2-1，低)温度升高对三极管各种参数的影响，最终将导致I C，静态工作点。 15、(2-1，低)一般情况下，晶体三极管的电流放大系数随温度的增加而，发射结的导通压降V BE 则随温度的增加而。 16、(2-1，低)画放大器交流通路时，和应作短路处理。 17、(2-2，低)在多级放大器里。前级是后级的，后级是前级的。 18、(2-2，低)多级放大器中每两个单级放大器之间的连接称为耦合。常用的耦合方式有：，，。 19、(2-2，中)输出端的零漂电压电压主要来自放大器静态电位的干扰变动，因此要抑制零漂，首先要抑制的零漂。目前抑制零漂比较有效的方法是采用。
三极管横流电路
恒流源的输出电流为恒定。在一些输入方面如果应用该电路则能够有效保护输入器件。比如RS422通讯中采用该电路将有效保护该通讯。在一定电压方位内可以起到过压保护作用。以下引用一段恒流源分析。 恒流源是输出电流保持不变的电流源，而理想的恒流源为： a)不因负载(输出电压)变化而改变。 b)不因环境温度变化而改变。 c)内阻为无限大。 恒流源之电路符号： 理想的恒流源实际的流源 理想的恒流源，其内阻为无限大，使其电流可以全部流出外面。实际的恒流源皆有内阻R。 三极管的恒流特性： 从三极管特性曲线可见，工作区内的IC受IB影响，而VCE对IC的影响很微。因此，只要IB值固定，IC亦都可以固定。 输出电流IO即是流经负载的IC。
电流镜电路Current Mirror： 电流镜是一个输入电流IS与输出电流IO相等的电路： Q1和Q2的特性相同，即VBE1 = VBE2，β1 = β2。 优点： 三极管之β受温度的影响，但利用电流镜像恒流源，不受β影响，主要依靠外接电阻R经 Q2去决定输出电流IO（IC2 = IO）。 例： 三极管射极偏压设计 范例1:
从左边看起:基极偏压 所以 VE=VB - 0.6=1.0V 又因为射极电阻是1K,流经射极电阻的电流是 所以流经负载的电流就就是稳定的1mA 范例2. 这是个利用稳压二极管提供基极偏压5.6V VE=VB - 0.6=0.5V
流经负载的电流 范例3. 这个例子有一点不同:利用PNP三极管供应电流给负载电路.首先,利用二极管0.6 V的压降,提供8.2 V基极偏压(10 – 3 x 0.6 = 8.2). 4.7 K电阻只是用来形成通路,而且不希望(也不会)有很多电流流经这个电阻。 VE=VB + 0.6=8.8V PNP晶体的560欧姆电阻两端电位差是1.2V, 所以电流是2mA 晶体恒流源应用注意事项 如果只用一个三极管不能满足需求,可以用两个三极管架成:
三极管基本电路原理和检修
三极管基本电路原理和检修 三极管是三端、电流控制器件。较低的输入阻抗（发射结可等效为一只电阻，需有实实在在的电流流通，三极管才能导通，因而要求信号源有电流输出能力），挑信号源；较高的输出阻抗（挑负载，要求负载阻抗＞＞电路本身输出阻抗，输出电压降才能落实到负载上）。在Ic受控于Ib的受控区内，工作于可变电阻区，为线性放大器（模拟电路）；在Ic不受Ib控制的开关区，为开关电路（数字电路）。 上文中Ic指三极管集电极电流；Ib指三极管基极电流。 1三极管基本工作原理 三极管是个简称，全称为晶体三体管，早期以锗材料制作的为多，因其热稳定性差漏电流（电磁噪声）大而被淘汰，现在应用的都是硅材料晶体三体管。随着电子技术的进步，由三极管分立元件构成的放大器、逻辑电路已近于绝迹，但做为执行电路的末级驱动器件，如直流继电器线圈和风扇的驱动、IGBT的末级驱动（此处三极管仅仅作为开关来应用，如控制风扇的运转、继电器的动作等）等，大部分电路仍然继续采用三极管器件。所以由三极管构成的线性放大器，已经无须多加关注，仅需关注其开关应用即可以了。其原因为，当一片四运放集成电路的价格与单只小功率三极管的价格相接近时，恐怕已经没有人再愿意用数只甚至更加庞大数量的三极管来搭接线性放大器了，从性价比、电路性能、体积等任何一点考虑，三极管都貌似是永远失掉了它的优势。 2电路示例1——原理分析 虽然如此，为了更好地理解由三极管为核心构成的放大或开关电路，我带领大家设计一款最基本的三极管偏置电路，由对此简易电路的分析，找到分析三极管电路原理的关键所在。 已知：供电电源电压Vcc=10V；三极管β＝100； 要求：静态Ic＝1mA；静态Vc（三极管集电极电压）＝5V。可知这是一款简易单电源供电 1
三极管常用应用电路
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。
(整理)三极管应用电路和基本放大电路.
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
三极管作为开关电路的设计及应用
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﹕
三极管三种电路的特点
三极管三种电路的特点 1．共发射极电路特点 共射极电路又称反相放大电路，其特点为电压增益大，输出电压与输入电压反相，低频性能差，适用于低频、和多级放大电路的中间级 共发射极放大电路 共发射极的放大电路，如图2所示。 图2 共发射极放大电路 因具有电流与电压放大增益，所以广泛应用在放大器电路。其电路特性归纳如下： 输入与输出阻抗中等（Ri约1k～5k ；RO约50k）。 电流增益： 电压增益： 负号表示输出信号与输入信号反相（相位差180°）。 功率增益： 功率增益在三种接法中最大。 共发射极放大电路偏压
图4自给偏压方式 又称为基极偏压电路，最简单的偏压电路，稳定性差，容易受β值的变动影响，温度每升高10℃时，逆向饱和电流ICO增加一倍。温度每升高1℃时，基射电压VBE减少2.5mV ，β随温度升高而增加(影响最大) 。
图5带电流反馈的基极偏压方式 三极管发射极加上电流反馈电阻，特性有所改善，但还是不太稳定。 图6分压式偏置电路 此为标准低频信号放大原理图电路，其R1（下拉电阻）及R2为三极管偏压电阻，为三极管基极提供必要偏置电流,R3为负载电阻，R4为电流反馈电阻（改善特性），C3为旁路电容，C1及C3为三极管输入及输出隔直流电容（直流电受到阻碍）,信号放大值则为R3/R4倍数.设计上注意: 三极管Ft值需高于信号放大值与工作频率相乘积,选择适当三极管集电极偏压、以避免大信号上下顶部失真,注意C1及C3的容量大小对低频信号(尤其是脉波)有影响.在R4并联一个C2，放大倍数就会变大。而在交流时C2将R4短路。 为什么要接入R1及R4? 因为三极管是一种对温度非常敏感的半导体器件，温度变化将导致集电极电流的明显改变。温度升高，集电极电流增大；温度降低，集电极电流减小。这将造成静态工作点的移动，有可能使输出信号产生失真。在实际电路中，要求流过R1和R2串联支路的电流远大于基极电流IB。这样温度变化引起的IB的变化，对基极电位就没有多大的影响了，就可以用R1和R2的分压来确定基极电位。采用分压偏置以后，基极电位提高，为了保证发射结压降正常，就要串入发射极电阻R4。 R4的串入有稳定工作点的作用。如果集电极电流随温度升高而增大，则发射极对地电位升高，因基极电位基本不变，故UBE减小。从输入特性曲线可知，UBE的减小基极电流将随之下降，根据三极管的电流控制原理，集电极电流将下降，反之亦然。这就在一定程度上稳定了工作点。分压偏置基本放大电路具有稳定工作点的作用，这个电路具有工作点稳定的特性。当流过R1和R2串联支路的电流远大于基极电流IB（一般大于十倍以上）时，可以用下列方法计算工作
三极管的使用方法
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：
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。
电子专业都应知道的_三极管应用电路
电路图中的放大电路 能够把微弱的信号放大的电路叫做放大电路或放大器。例如助听器里的关键部件就是一个放大器。 一、放大电路的用途和组成 放大器有交流放大器和直流放大器。交流放大器又可按频率分为低频、中频和高频：按输出信号强弱分成电压放大、功率放大等。此外还有用集成运算放大器和特殊晶体管作器件的放大器。它是电子电路中最复杂多变的电路。但初学者经常遇到的也只是少数几种较典型的放大电路。 读放大电路图时也还是按照“逐级分解、抓住关键、细致分析、全面综合”的原则和步骤进行。首先把整个放大电路按输入、输出逐级分开，然后逐级抓住关键进行分析弄通原理。放大电路有它本身的特点：一是有静态和动态两种工作状态，所以有时往往要画出它的直流通路和交流通路才能进行分析，二是电路往往加有负反馈，这种反馈有时在本级内，有时是从后级反馈到前级，所以在分析这一级时还要能“瞻前顾后”。在弄通每一级的原理之后就可以把整个电路串通起来进行全面综合。 下面我们介绍几种常见的放大电路。 低频电压放大器低频电压放大器是指工作频率在20赫～20千赫之间、输出要求有一定电压值而不要求很强的电流的放大器。 (1)共发射极放大电路 图1(a)是共发射极放大电路。C1是输入电容，C2是输出电容，三极管VT就是起放大作用的器件，RB是基极偏置电阻，RC是集电极负载电阻。1、3端是输入，2、3端是输出。3端是公共点，通常是接地的，也称“地”端．静态时的直流通路见图1(b)，动态时交流通路见图1(c)。电路的特点是电压放大倍数从十几到一百多，输出电压的相位拥输入
电压是相反的，性能不够稳定，可用于一般场合。 (2)分压式偏置共发射极放大电路 图2比图1多用3个元件。基极电压是由RBl和RB2分压取得的，所以称为分压偏置。发射极中增加电阻RE和电容CE，CE称交流旁路电容，对交流是短路的，RE则有直流负反馈作用。所谓反馈是指把输出的变化通过某种方式送到输入端，作为输入的一部分。如果送回部分和原来的输入部分是相减的，就是负反馈。图中基极真正的输入电压是RB2上电压和RE上电压的差值，所以是负反馈。由于采取了上面两个措施，使电路工作稳定性能提高，是应用最广的放大电路。 (3)射极输出器 图3(a)是一个射极输出器。它的输出电压是从射极输出的。图3(b)是它的交流通路图，可以看到它是共集电极放大电路。这个图中，晶体管真正的输入是Vl和V。的差值，所以这是一个交流负反馈很深的电路，由于很深的负反馈，这个电路的特点是：电压放大倍数小于1而接近1，输出电压和输入电压同相输入阻抗高输出阻抗低，失真小，频带宽，
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。 第一页 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。
三极管基本电路总结
1.共射极电路:共射极的放大倍数较大,输入输出电阻也较大,适合作为多级放 大电路的输入级而不适合作为输出级.但是由于基极与集电极的结电容受密勒 效应的影响,高频特性较差,因此适用于低频功率放大. 2.共基极电路:由于共基极电路的输入电阻很小,且输出电阻较大,因此很少用 共基极电路进行放大.但是由于其基极接地,使得基极和集电极的结电容不受 密勒效应的影响,因此常用于高频放大或与集电极电路组成宽带放大电路,例 如用于视频信号放大等. 3.共集电极电路:共集电极电路的电压增益为1,常用作电压跟随器,此外,由于 其输入电阻很大,输出电阻很小,带负载能力很强,因此可用作阻抗变换及作为 多级放大电路的输出级.例如互补推挽输出级就是采用共集电极作为输出级. shuijian 发表于 2006-5-13 12:47:00 共集放大电路具有很多的优良特性,比如输入阻抗高,输出阻抗低,而且具有电压跟随特性,因此常用来作为多级放大电路的输出级,典型的应用就是在运放电路 里的互补推挽输出.下面我们来具体分析共集放大电路的中频区特性,见图: 由图可计算出电压放大倍数为:Au=(1+β)Rl'/[rbe+(1+β)Rl']≈1 其中,Rl'=R3//R4 ---------由此可以看出共集放大具有电压 跟随特性. 输入电阻ri=R1//[rbe+(1+β)Rl']
其中rbe为基-射电阻,计算方法为rbe=rbb'+(1+β)Vt/Ie (也可查手册得到,一般为1-2kohm) Vt常温取26mV ---------由上面的式子可以看出共集的输入阻抗很高 输出电阻ro=rce//[(R1+rbe)/(1+β)]≈(R1+rbe)/(1+β) --------由上面的式子可以看出共集的输出阻抗很低约几十欧到几k 这里由于采用的是固定偏置,因而比较大,如果采用分压偏置,输出阻抗会更小.另外为计算方便,这里没有考虑信号源内阻. 具体计算过程可根据中频区放大电路的微变等效电路计算. 下面是该电路的输入输出波形,从输入输出波形可以看出共集电路具有电压跟随特性. By shuijian shuijian 发表于 2006-5-12 23:36:00 三极管共基电路与共射的分析类似,只是输入输出的电压信号同相,对于参数 相同的电路,其电压增益相同.但是由于输入阻抗低,一般很少用.见图:
开关三极管的使用误区
在数字电路设计的中，往往需要把数字信号经过开关扩流器件来驱动一些蜂鸣器、LED、继电器等需要较大电流的器件，用得最多的开关扩流器件要数三极管。 然而在使用的过程中，如果电路设计不当，三极管无法工作在正常的开关状态，就达不到预期的目的，有时就是因为这些小小的错误而导致重新打板，导致浪费。 本人在这个方面就吃过亏，所以把自己使用三极管的一些经验以及一些常见的误区给大家分享一下，在电路设计的过程中可以减少一些不必要的麻烦。 下面来看几个三极管做开关的常用电路画法。几个例子都是蜂鸣器作为被驱动器件。 图一 图一的a 电路用的是NPN管，注意蜂鸣器接在三极管的集电极，驱动信号可以是常见的3.3V或者5VTTL，高电平开通，电阻按照经验法可以取4.7K。 例如a电路，开通时假设为高电平5V，基极电流Ib=(5V- 0.7V)/4.7K=0.9mA，可以使三极管完全饱和。b 电路用的是PNP管，同样把蜂鸣器接在三极管的集电极，不同的是驱动信号是5V的TTL电平。 以上这两个都可以正常工作，只要PWM驱动信号工作在合适的频率，蜂鸣器（有源）都会发出最大的声音。
图二 图二的这两个电路相比图一来说，最大的区别在于被驱动器件接在三极管的发射极。同样看c电路，开通时假设为高电平5V，基极电流Ib=(5V-0.7V-UL)/4.7K，其中UL为被驱动器件上的压降。 可以看到，同样取基极电阻为4.7K，流过的基极电流会比图一a电路的要小，小多少要看UL是多少。如果UL比较大，那么相应的Ib就小，很有可能导致三极管无法工作在饱和状态，使得被驱动器件无法动作。 有人会说把基极电阻减小就可以了呀，可是被驱动器件的压降是很难获知的，有些被驱动器件的压降是变动的，这样一来基极电阻就较难选择合适的值，阻值选择太大就会驱动失败，选择太小，损耗又变大。所以，在非不得已的情况下，不建议选用图二的这两种电路。 图三 我们再来看图三这两个电路。驱动信号为3.3VTTL电平，而被驱动器件开通电压需要5V。在3.3V的MCU电路中，不小心的话很容易就设计出这两种电路，而这两种电路都是错误的。
三极管的原理及作用及电路图
三极管原理 我以NPN三极管为例为你说明三极管的原理： 首先三极管是由两个P-N结够成，NPN三极管就是两头是N型，中间是P型。N端为电子端，P端为空穴端 在制造三极管时，要把发射区的N型半导体电子浓度做的很大，基区P型半导体做的很薄，当基极的电压大于发射极电压（硅管要大0.7V，锗管要大0.3V）而小于集电极电压时，这时发射区的电子进入基区，进行复合，形成IE；但由于发射区的电子浓度很大，基区又很薄，电子就会穿过反向偏置的集电结到集电区的N型半导体里，形成IC；基区的空穴被复合后，基极的电压又会进行补给，形成IB。 晶体三极管具有放大、开关、振荡、混频、频率变换等作用，通常晶体三极管可以处理的功率至几百W，频率至几百MHz左右。 这样的晶体三极管是在一个本征半导体中由三层n型半导体和p型半导体构成的。 本章学习晶体三极管所具有的NPN型和PNP型结构以有晶体三极管的命名方法，并且从称为基极、集电极、发射极的三个电极中流过的电流值来研究晶体三极管中电流的流动方法和作用。然后，为了能够正确地作用晶体三极管，对晶体三极管的最大额定值、晶体三极管上施加的电压和电流的关系等进行分析。 2.1 晶体三极管是P型和N型半导体和有机组合 2.1.1 晶体三极管的各种各样形状和名称 晶体三极管有三只脚，有的金属壳相当于其中一只脚。如图2.1所示，对应于不同的用途，有各种各样形状的三极管。另外，晶体三极管的名称根据JIS C 7012，按图2.3所示那样决定。从晶体三极管的名称，我们可以了解其大致的用途和结构。 2.1.2 晶体三极管的结构和电路符号 晶体三极管按结构粗分有npn型和pnp型两种类型。 Npn型如图2.2(a)所示，两端是n型半导体，中间是p型半导体。Pnp 型如同图(b)所示，两端是p型半导体，中间是n型半导体。
三极管基本电路
三极管基本电路 一、三极管直流偏置电路： 1、定义：三极管周围的分压电阻组成的电路。 2、作用：利用电阻串联分压并联分流的特点，对一组大电源分压分流以满足三极管的 各极需要使其导通建立一个稳定的工作点。 3、三极管的直流工作点：规定三极管的集电极电流Ic 作为直流静态工作点。 4、直流偏置电路的种类：1）固定偏置电路 2）电压负反馈偏置电路 3）电流负反馈 偏置电路 1）固定偏置电路 工作过程：静态（直流）过程 BG1be ：E+→R1→BG1b →BG1e →E- BG1ce ：E+→R2→BG1c →BG1e →E- 电路特点：工作不稳定零点漂移也叫温漂↑→Ic ↑ Ic 电流在不断变化不稳定。 2）电压负反馈偏置电路 工作过程：静态（直流）过程 BG1be ：E+→R2→R1→BG1b →BG1e →E- BG1ce ：E+→R2→BG1c →BG1e →E- 电压E=UR2+Uce UR1+Ube=Uce 电路特点：利用电压负反馈稳定电路工作点。 零点↑→Ic ↑-IR2↑→VR2↑→VR1↓→IR1↓→Ib ↓→Ic ↓ 相互干扰，工作环境复杂，不能通过大电流，放大功能受到限制。 3）电流负反馈偏置电路 工作过程：静态（直流）过程 BG1be ：E+→R1→BG1b →BG1e →R4→E- BG1ce ：E+→R3→BG1c →BG1e →R4→E- E+→R1→R2→E- 电路特点：利用电流负反馈稳定电流工作点。 0点↑→Ic ↑→Ie ↑→IR4↑→VR4→Ve ↑→VBGbe ↓→Ib ↓→Ic ↓ Ic ↑+Ib=Ie ↑ 基极：信号输入极 发射极：信号输出输入极 集电极：信号输出极 5、静态工作点（Ic ）与偏置电阻的关系。 1）与Rb 上成反比关系 Rb 上↑→Ic ↓ Ib 上↓→Ic ↑
三极管的基本知识讲解
三极管的基本知识讲解 三极管的初步认识 三极管是一种很常用的控制和驱动器件，在数字电路和模拟电路中都有大量的应用， 常用的三极管根据材料分有硅管和锗管两种，原理相同，压降略有不同，硅管用的较 普遍，而锗管应用较少，以下以硅管为例进行讲解。三极管有2种类型，分别是PNP 型和NPN型。先来认识一下，如下图所示。三极管一共有3个极，横向左侧的引 脚叫做基极(base)，中间有一个箭头，一头连接基极，另外一头连接的是发射极 e(emitter)，剩下的一个引脚就是集电极c(collector)。 9012 9013 三极管的原理 三极管有截止、放大、饱和三种工作状态。放大状态主要应用于模拟电路中，且用法 和计算方法也比较复杂，我们暂时用不到。而数字电路主要使用的是三极管的开关特 性，只用到了截止与饱和两种状态，所以我们也只来讲解这两种用法。三极管的类型和用法有个总结：箭头朝内PNP，箭头朝外NPN，导通电压顺箭头过，电压导通,
电流控制。三极管的用法特点，关键点在于b极（基极）和e级（发射极）之间 的电压情况，对于PNP而言，e极电压只要高于b级0.7V以上（硅三极管的PN 结道导通电压，如果是锗三极管，这个电压大概为0.3V），这个三极管e级和c级之间就可以顺利导通。也就是说，控制端在b和e之间，被控制端是e和c之 间。同理，NPN型三极管的导通电压是b极比e极高0.7V，总之是箭头的始端 比末端高0.7V就可以导通三极管的e极和c极。这就是关于“导通电压顺箭头过，电压导通”的解释。
三极管的用法 以上图为例介绍一下三极管的用法。三极管基极通过一个10K的电阻接到了单片机 的一个10 口上，假定是P1.0，发射极直接接到5V的电源上，集电极接了一个LED 小灯，并且串联了一个1K的限流电阻最终接到了电源负极GND上。如果P1.0由 我们的程序给一个高电平1，那么基极b和发射极e都是5V，也就是说e到b 不会产生一个0.7V的压降，这个时候，发射极和集电极也就不会导通，那么竖着看这个电路在三极管处是断开的，没有电流通过, LED2小灯也就不会亮。如果程序给 P1.0 一个低电平0,这时e极还是5V，于是e和b之间产生了压差，三极管e 和b之间也就导通了，三极管e和b之间大概有0.7V的压降，那还有（5-0.7）V 的电压会在电阻R47上。这个时候，e和c之间也会导通了，那么LED小灯本 身有2V的压降，三极管本身e和c之间大概有0.2V的压降，我们忽略不计（三极管导通后本身的压降在开关作用时多忽略不计处理）。那么在R41上就会有大概 3V的压降，可以计算出来，这条支路的电流大概是3mA，可以成功点亮LED。 最后一个概念，电流控制。前边讲过，三极管有截止，放大，饱和三个状态，截止就不用说了，只要e和b之间不导通即可。我们要让这个三极管处于饱和状态，就是我们所谓的开关特性，必须要满足一个条件。三极管都有一个放大倍数B,要想处于饱和状态，b极电流就必须大于e和c之间电流值除以B。这个B,对于常用的三极管大概可以认为是100。那么就必须考虑R47的阻值了。在上面的计算中，e和 c之间的电流是3mA ,那么b极电流最小就是3mA 除以100等于30uA ,大概有4.3V电压会落在基极电阻上，那么基极电阻最大值就是 4.3V/30uA = 143K 。
三极管及放大电路基础教案设计
第2章三极管及放大电路基础 【课题】 2.1 三极管 【教学目的】 1．掌握三极管结构特点、类型和电路符号。 2．了解三极管的电流分配关系及电流放大作用。 3．理解三极管的三种工作状态的特点，并会判断三极管所处的工作状态。 4．理解三极管的主要参数的含义。 【教学重点】 1．三极管结构特点、类型和电路符号。 2．三极管的电流分配关系及电流放大作用。 3．三极管的三种工作状态及特点。 【教学难点】 1．三极管的电流分配关系和对电流放大作用的理解。 2．三极管工作在放大状态时的条件。 3．三极管的主要参数的含义。 【教学参考学时】 2学时 【教学方法】 讲授法、分组讨论法 【教学过程】 一、引入新课 搭建一个简单的三极管基本放大电路，通过对放大电路输入信号及输出信号的测试，引导学生认识三极管，并知道三极管能放大信号，为后续的学习打下基础。 二、讲授新课 2.1.1 三极管的基本结构 三极管是在一块半导体基片上制作出两个相距很近的PN结构成的。 两个PN结把整块半导体基片分成三部分，中间部分是基区，两侧部分分别是发射区和集电区，排列方式有NPN和PNP两种， 2.1.2 三极管的电流放大特性 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，这就是三极管的电
流放大特性。 要使三极管具有放大作用，必须给管子的发射结加正偏电压，集电结加反偏电压。 三极管三个电极的电流(基极电流B I 、集电极电流C I 、发射极电流E I )之间的关系为： C B E I I I +=、B C I I = --β、B C I I ??=β 2.1.3 三极管的特性曲线 三极管外部各极电流与极间电压之间的关系曲线，称为三极管的特性曲线，又称伏安特性曲线。 1. 输入特性曲线 输入特性曲线是指当集-射极之间的电压CE V 为定值时，输入回路中的基极电流B I 与加在基-射极间的电压BE V 之间的关系曲线。 三极管的输入特性曲线与二极管的正向伏安特性曲线相似，也存在一段死区。 2. 输出特性曲线 输出特性曲线是指当基极电流B I 为定值时，输出电路中集电极电流C I 与集-射极间的电压CE V 之间的关系曲线。B I 不同，对应的输出特性曲线也不同。 截止区：0=B I 曲线以下的区域。此时，发射结处于反偏或零偏状态，集电结处于反偏状态，三极管没有电流放大作用，相当于一个开关处于断开状态。 饱和区：曲线上升和弯曲部分的区域。此时，发射结和集电结均处于正偏状态，三极管没有电流放大作用，相当于一个开关处于闭合状态。 放大区：曲线中接近水平部分的区域。此时，发射结正偏，集电结反偏。三极管具有电流放大作用。 2.1.4 三极管的主要参数 1. 性能参数：电流放大系数- -β、β，集电极-基极反向饱和电流CBO I ，集电极-发射极反向饱和电流CEO I 。 2. 极限参数：集电极最大允许电流CM I 、集电极-发射极反向击穿电压CEO BR V )(、集电极最大允许耗散功率CM P 。
光敏三极管的应用电路
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，