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三极管课件

目录

三极管基本概念与结构

三极管类型及其特性

三极管偏置电路与放大原理

三极管在模拟电路中应用举例

数字逻辑门电路中的三极管应用

三极管参数测量与选用指南

01

三极管基本概念与结构

01

02

三极管具有放大、开关、振荡、调制等多种功能，是电子电路中的重要元件。

三极管是一种半导体器件，具有三个电极，分别为基极（B）、集电极（C）和发射极（E）。

三极管通常由三个区域组成，分别为发射区、基区和集电区，中间由两个PN结隔离。

结构示意图

控制三极管的导通与截止。

基极（B）

收集载流子，形成集电极电流。

集电极（C）

发射载流子，形成发射极电流。

发射极（E）

当基极电流IB=0时，三极管处于截止状态，此时集电极电流IC≈0，相当于开关断开。

截止状态

当基极电流IB介于截止电流和饱和电流之间时，三极管处于放大状态。此时，集电极电流IC随基极电流IB的增大而增大，且满足一定的电流放大倍数。

放大状态

当基极电流IB增大到一定程度时，三极管进入饱和状态。此时，集电极电流IC达到最大值，且不再随基极电流IB的增大而明显增大。相当于开关闭合。

饱和状态

02

三极管类型及其特性

NPN型三极管

01

由三个半导体组成，包括两个N型和一个P型半导体，中间层为基极，两侧分别为发射极和集电极。

PNP型三极管

02

由三个半导体组成，包括两个P型和一个N型半导体，中间层为基极，两侧分别为发射极和集电极。

工作原理

03

NPN和PNP型三极管的工作原理都是基于PN结的单向导电性。通过控制基极电流的大小，可以控制集电极与发射极之间的电流，从而实现电流的放大或开关作用。

β值是三极管的电流放大系数，表示三极管集电极电流Ic与基极电流Ib的比值。

β值的定义

β值的大小

β值的稳定性

β值的大小与三极管的制造工艺、结构和工作状态有关。一般来说，β值越大，三极管的放大能力越强。

β值受温度、电压和电流等因素的影响，因此在实际应用中需要考虑β值的稳定性问题。

03

02

01

输入特性曲线

表示基极电流Ib与基极-发射极电压Vbe之间的关系。当Vbe增大时，Ib也增大，但增长速率逐渐减小。

输出特性曲线

表示集电极电流Ic与集电极-发射极电压Vce之间的关系。根据Vce的不同取值范围，输出特性曲线可分为放大区、饱和区和截止区三个部分。在放大区，Ic与Ib成正比关系；在饱和区，Ic达到最大值并趋于稳定；在截止区，Ic几乎为零。

03

三极管偏置电路与放大原理

为三极管基极提供正偏电压，使三极管处于放大状态。

上偏置电阻

为三极管发射极提供负偏电压，稳定三极管的工作点。

下偏置电阻

隔直通交，将输入信号耦合到三极管的基极。

耦合电容

根据经验公式或典型电路参数进行估算。

估算法

使用仪器测量三极管的各极电压和电流，进而计算出静态工作点。

测量法

通过调整偏置电阻的阻值，观察三极管的工作状态，逐步调整到最佳静态工作点。

调试法

04

三极管在模拟电路中应用举例

特点

电压放大倍数大，输出电压与输入电压反相。

原理

输入信号加在基极与发射极之间，输出信号从集电极取出。

应用

音频放大、振荡器、调制器等。

输入信号加在基极与集电极之间，输出信号从发射极取出。

原理

电压放大倍数接近1，但电流放大倍数大，输出电阻小，具有电压跟随特性。

特点

电压跟随器、缓冲器、阻抗变换器等。

应用

05

数字逻辑门电路中的三极管应用

03

二进制数与十进制数的转换

通过特定的转换方法，可以实现二进制数和十进制数之间的相互转换。

01

二进制数的表示

使用0和1两个数字表示数值，遵循逢二进一的原则。

02

二进制数的运算

包括加法、减法、乘法和除法等，运算规则简单，易于实现数字电路中的逻辑运算。

当两个输入端都为高电平时，输出端才为高电平，实现逻辑“与”运算。

与门电路

当至少有一个输入端为高电平时，输出端就为高电平，实现逻辑“或”运算。

或门电路

输入端为高电平时，输出端为低电平；输入端为低电平时，输出端为高电平，实现逻辑“非”运算。

非门电路

与非门电路

或非门电路

异或门电路

同或门电路

将与门和非门组合在一起，实现逻辑“与非”运算。

当两个输入端电平不同时，输出端为高电平；否则输出端为低电平，实现逻辑“异或”运算。

将或门和非门组合在一起，实现逻辑“或非”运算。

当两个输入端电平相同时，输出端为高电平；否则输出端为低电平，实现逻辑“同或”运算。

06

三极管参数测量与选用指南

1

2

3

包括集电极-基极反向饱和电流ICBO、集电极-发射极反向电流ICEO、发射极-基极反向电流IEBO的测量。

直流参数测量

包括共射极直流电流放大系数hFE的测量。

交流参数测量

包括集电极-基极反向击穿电压BVCBO、集电极-发射极反向击穿电压BVCEO、发射极-基极反向