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三极管的电流放大原理晶体三极管.doc

三极管的电流放大原理晶体三极管.doc

上传者: 朱浚哲 2017-10-23 评分 5 0 184 25 838 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《三极管的电流放大原理晶体三极管doc》,可适用于工作范文领域,主题内容包含三极管的电流放大原理晶体三极管极管的电流放大原理晶体三极管(以下简称三极管)按材料分有两种:储管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式但使用符等。

三极管的电流放大原理晶体三极管极管的电流放大原理晶体三极管(以下简称三极管)按材料分有两种:储管和硅管。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。图、晶体三极管(NPN)的结构图一是NPN管的结构图它是由块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()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闪嘶缌鱅bo根据电流连续性原理得:Ie=IbIc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:β=IcIb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=IcIb式中β称为交流电流放大倍数由于低频时β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。二、三极管的特性曲线、输入特性图(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:)当Uce在伏范围内曲线位置和形状与Uce有关但当Uce高于伏后曲线Uce基本无关通常输入特性由两条曲线(和)表示即可。)当Ube,UbeR时IbO称(,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。)三极管输入电阻定义为:rbe=(UbeIb)Q点其估算公式为:rbe=rb(β)(毫伏Ie毫伏)rb为三极管的基区电阻对低频小功率管rb约为欧。、输出特性输出特性表示Ic随Uce的变化关系(以Ib为数)从图(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,时则Ib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:Icbo=(β)Icbo常温时硅管的Icbo小于微安锗管的Icbo约为微安对于锗管温度每升高Icbo数值增加一倍而对于硅管温度每升高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置情况可能判别其工作状态。图、三极管的输入特性与输出特性截止区和饱和区是三极管工作在开关状态的区域三极管和导通时工作点落在饱和区三极管截止时工作点落在截止区。三、三极管的主要参数、直流参数()集电极一基极反向饱和电流Icbo发射极开路(Ie=)时基极和集电极之间加上规定的反向电压Vcb时的集电极反向电流它只与温度有关在一定温度下是个常数所以称为集电极一基极的反向饱和电流。良好的三极管Icbo很小小功率锗管的Icbo约为,微安大功率锗管的Icbo可达数毫安而硅管的Icbo则非常小是毫微安级。()集电极一发射极反向电流Iceo(穿透电流)基极开路(Ib=)时集电极和发射极之间加上规定反向电压Vce时的集电极电流。Iceo大约是Icbo的β倍即Iceo=(β)IcbooIcbo和Iceo受温度影响极大它们是衡量管子热稳定性的重要参数其值越小性能越稳定小功率锗管的Iceo比硅管大。()发射极基极反向电流Iebo集电极开路时在发射极与基极之间加上规定的反向电压时发射极的电流它实际上是发射结的反向饱和电流。()直流电流放大系数β(或hEF)这是指共发射接法没有交流信号输入时集电极输出的直流电流与基极输入的直流电流的比值即:β=IcIb、交流参数()交流电流放大系数β(或hfe)这是指共发射极接法集电极输出电流的变化量Ic与基极输入电流的变化量Ib之比即:β=IcIb一般晶体管的β大约在之间如果β太小电流放大作用差如果β太大电流放大作用虽然大但性能往往不稳定。()共基极交流放大系数α(或hfb)这是指共基接法时集电极输出电流的变化是Ic与发射极电流的变化量Ie之比即:α=IcIe因为Ic,Ie故α,。高频三极管的α,就可以使用α与β之间的关系:α=β(β)β=α(α)(α)()截止频率fβ、fα当β下降到低频时倍的频率就是共发射极的截止频率fβ当α下降到低频时的倍的频率就是共基极的截止频率fαofβ、fα是表明管子频率特性的重要参数它们之间的关系为:fβ(α)fα()特征频率fT因为频率f上升时β就下降当β下降到时对应的fT是全面地反映晶体管的高频放大性能的重要参数。、极限参数()集电极最大允许电流ICM当集电极电流Ic增加到某一数值引起β值下降到额定值的或这时的Ic值称为ICM。所以当Ic超过ICM时虽然不致使管子损坏但β值显著下降影响放大质量。()集电极基极击穿电压BVCBO当发射极开路时集电结的反向击穿电压称为BVEBO。()发射极基极反向击穿电压BVEBO当集电极开路时发射结的反向击穿电压称为BVEBO。()集电极发射极击穿电压BVCEO当基极开路时加在集电极和发射极之间的最大允许电压使用时如果Vce,BVceo管子就会被击穿。()集电极最大允许耗散功率PCM集电流过Ic温度要升高管子因受热而引起参数的变化不超过允许值时的最大集电极耗散功率称为PCM。管子实际的耗散功率于集电极直流电压和电流的乘积即Pc=UceIc使用时庆使Pc,PCM。PCM与散热条件有关增加散热片可提高PCM。

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