高郵職教中心導學案 08數控專業班 電子技術 時間 2010-04-26 主備人 左愛娟 審核人 班級： 組別： 姓名： 組內評價： 教師評價： 課題：晶體三極管放大作用【學習目標】1、 通過舉例讓學生了解放大器在生活中運用在哪些地方從而喜歡學習放大器。2、 通過學習能自主完成一個簡單的放大電路。3、 理解放大器的工作條件和工作原理。【自主梳理】1、 三極管要實現放大作用必須滿足的外部條件是什么？2、 晶體三極管的電流放大作用的涵義是什么？3、 晶體三極管的三個極電流應滿足什么關系（即電流分配關系）？4、 三極管的特性曲線的理解和繪制【課堂探究】一三極管工作電壓三極管要實現放大作用必須滿足的外部條件：發射結加正向電壓，集電結加反向電壓，即發射結正偏，集電結反偏。如圖2.1.17所示，其中V為三極管，Vcc為集電極電源電壓，VBB為基極電源電壓，兩類管子外部電路所接電源極性正好相反，Rb為基極電阻，Rc為集電極電阻。若以發射極電壓為參考方向，則三極管發射結正偏，集電結反偏，這個外部條件也可用電壓關系來表示；對于NPN型：VCVBVE；對于PNP型：VEVBVC圖2.1.17三極管電源的接法二 電流放大作用當發射結正向偏置電壓改變時，從發射區擴散到基區的載注子數將隨之改變，從而使集電極電流IC產生相應的變化。由于IB很小的變化就能引起IC較大的變化，因此就形成了三極管的電流放大作用。注意：三極管電流放大作用，實質上是較小的基極電流信號去控制集電極的大電流信號，是“以小控大”的作用。通常用集電極電流Ic與基極電流IB之比值來反映三極管的放大能力，用表示（=IC/IB），稱為三極管共發射極電路的直流放大系數。當三極管制成后，也就確定了，其值遠大于1。若考慮集電區少數載流子漂移形成的集電結反向飽和電流ICBO，則IC與IB之間有關系：IC=IB+（1+）ICBO=IB+ICEO，式中ICEO為穿透電流，其計算公式為ICEO=（1+）ICBO單位為mA。三三極管的特性曲線1輸入特性曲線 輸入特性是指在UCE一定的條件下，加在三極管基極與發射極之間的電壓UBE與基極電流IB之間的關系。輸入特性曲線如圖2.1.19所示。圖2.1.19 輸入特性曲線從圖中看到，它與二極管的伏安特性曲線十分相似。當UCE=OV，輸入曲線與二極管伏安特性曲線形狀一樣，當UCE1V（-1V）時特性曲線向右（向左）移動了一段距離。而UCE1V以后，不同UCE值的各條輸入特性曲線幾乎重疊在一起。實際應用中，三極管的UCE一般大于1V，因而UCE1V時的曲線更具有實際意義。由三極管輸入特性曲線可看出：三極管的輸入特性曲線是非線性的，超過死區電壓，三極管才出現基極電流。死區電壓的大小與三極管材料有關，硅管約為0.5V，鍺管約為0.2V。加在發射結上的正偏電壓UBE只能工作在零點幾伏。其中硅管在0.7V左右，鍺管在0.3V左右。 2輸出特性曲線輸出特性指基極電流IB為確定值時，在輸出回路中集電極與發射極之間的電壓UCE與集電極電流IC之間的關系。固定一個IB值，可得到一條輸出特性曲線，改變IB值，可得到一族輸出特性曲線。其特性曲線如圖2.1.20所示。在輸出特性曲線上可劃分三個區：放大區、截止區、飽和區。圖2.1.20 輸出特性曲線截止區 在IB=0這條曲線以下區域，稱其為截止區。截止區特點是，晶體管的發射結與集電結都處于零偏置或反偏置狀態，IB0，IC0。這相當于集電極與發射極之間斷路，電路無放大作用。飽和區 共發射極放大電路接有集電極電阻RC，如果IBICICRCUCE，當UCE下降到UCE UBE時，則集電結處于正向偏置（基極電位高于集電極電位）。此后，如果IB增大，IC將增加很小，甚至不再增加，IC=IB的關系不再存在，出現飽和現象，三極管失去放大作用。在特性曲線中，UCE很小，I C隨UCE增大接近直線上升部分的左側稱為飽和區。一般規定UCEUBE時，認為三極管已飽和，這時UCE稱為飽和壓降，記為UCES。 UCE=UBE時，為臨界飽和。放大區 介于截止區和飽和區之間的區域稱為放大區。該區內三極管發射結正向偏置，集電結反向偏置，電流IB對IC有控制作用，滿足ICIB的關系。由于工作在這一區域的三極管具有放大作用，因而把該區域稱放大區。此區域，當IB一定時，IC的值基本不隨UCE變化，具有恒流特性。IB等量增加時，輸出特性曲線等間隔地平行上移。晶體三極管在三種工作狀態時，發射結與集電結的偏置情況及在電路中的等效作用，列于表2.1.8中。表2.1.8晶體三極管的三種工作狀態對比工作區域放大區飽和區截止區發射結正偏正偏反偏集電結反偏正偏反偏在電路中的等效作用電阻（阻值隨工作點而變）開關（導通狀態）開關（斷開狀態）應用范圍放大