三级管的放大原理.ppt

实验二 三级管及其基本放大实验 实验目的 1.学会用万用表判别三极管的 类别和管脚； 2.掌握测试三极管输出特性 曲线的方法； 3.掌握共射基本放大电路的静 态工作点及放大倍数的测量方 法； 4.观察放大电路中，有关参数的变化对放大电路性能的影响， 5.学会测量放大电路的输入、输出电阻。 一、实验原理和电路 半导体三极管和二极管一样是非线性器件，是一种电流控制器件，即通过基极电流或射极电流去控制集电极电流。所谓放大作用，实质上就是一种控制作用，但要注意的是三极管的发射结必须正向偏置，而集电结必须反向偏置。 三极管的品种较多，从制造材料不同可分为锗管和硅管；从导电类型可分为NPN型和PNP型；从耗散功率可分为小功率、中功率和大功率管。在使用前或检查其性能时，应进行必要的测量，尤其是新、旧型号并存，国内、国外器件同时使用，器件上型号不清时，更应作某些基本测量 1.三极管的类型及管脚判别 (1)管型和基极b的测试 三极管可以看成是两个背靠背的PN结结构，如图1．2．1所示。对NPN型三极管来说，基极是两个结的公共阳极；而对PNP型三极管来说，基极是两个结的公共阴极。因此，判别公共极是阳极还是阴极，即可知道该管是NPN型还是PNP型三极管。 用万用表测试三极管的PN结，其方法同实验一。 (2)发射极e和集电极c的判别 在三极管的类型和基极确定后，即可分清三极管的另外两个极(脚)。如图1．2．3( a)所示，若把已判明了的PNP型三极管基极b与三极管的另外两个极(脚)串接—个电阻(20k～100k)，若集电极与发射极间加的是正常放大所需极性的电源电压，则Ic??IB;反之， 若电源电压极性相反，则 Icr几乎为0，即IcIcr.因此，当我们用万用表接人NPN型三极管的c和e端时，若黑表棒接c端，而红表棒接e端(万用表内部电源(见图1．2．3(b))正好使三极管的c、e端正偏)时，表指针偏转角大(电阻值小)。若将两表棒对调，则三极管的c、e端反偏，表指针偏转角小(电阻值大)，这样就可判NPN型三极管的发射极e和集电极c，如图1.2.3(c)所示。 对于PNP型三极管的c和e极判断，其方法相同，如图1.2.3(d)所示。 2．三极管输出特性曲线测试 图是NPN三极管的共射极输入、输出特性曲线。由图(a)可知，输入电压VBE较小时，基极电流很小，通常可近似认为零。当VBE大于死区电压后，IB开始上升，并基本上按指数规律变化。死区电压的数值，硅管约为0.5～0.7V，锗管约为0. 1～0.3V。 一般将IB≤o的区域称为截止区，此时相应的Ic也近似为零，三极管处于截止状态；在放大区内，每条曲线近似为水子的直线，即当IB一定时，Ic基本上不随VCE的变化而变化，为一恒定值。Ic的数值主要取决于IB，而且当IB有一微小的变化量时，相应的IC变化量要大?倍，即?Ic＝??IB，这就体现了三极管的放大作用；饱和区在靠近纵坐标的附近，当Ic改变时，Ic基本上不随之改变，不受IB的控制，这时三极管已失去了放大作用。 测试输出特性曲线的实验线路图见图1．2．5所示。测量时，固定IB为某一数值，改变VCE，测出几组VCE和Ic的数值，就可描绘一条输出特性曲线；将IB固定为不同数值，则可测得输出特性曲线簇。 3．基本放大电路 基本共射放大电路如图1.2.6所示。要使三极管起到放大作用，外加电源的极性必须使 三极管的发射结处于正向偏置状态，而集电结处于反向偏置状态，即VBE0，VBC0。 图1.2.6中，各元件的作用是：T是NPN型的三极管，担负着放大作用；EC是集电极回路的电源，它为输出信号提供能量；Rc是负载电阻，通过它可以把电流的变化转换成电压的变化反映在输出端；基极电源EB (由Ec提供)和基极电阻Rb，一方面为发射结提供正向偏置电压，同时也决定了基极电流IB。C1和C2隔离直流、通过交流，通常叫隔直电容。 输入电阻：ri=Rb//rbe 输出电阻：ro?Rc 基本放大电路静态工作点的设置是否合适，都直接会影响其性能，否则将会产生饱和失真或截止失真。由于工作点选择不当而引起的失真情况如图1．2．7所示。 放大电路的输入电阻ri的实测方法如下(参见图1.2.6)： 当开关K1断开，即及R1接人电路中，测得Vs和Vi，即可计算出 输出电阻r。的实测方法如下(参见图1．2．6)： 当及RL断开时，测得的输出电压为Vo? (RL＝?)；当RL接人时，测得的输出电压为VoL即可按下式计算出输出电阻: 三、实验内容和步骤 1．三极管的类型和管脚判别 ①判断类型和基极b a)将三极管插入MES型模拟电子电路实验箱中。 b)将万用表(指针式或数字式)选择在电阻档RX1k?位置，按图1.2.2先将任何一支表棒与