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文檔簡介
1、教你通俗易懂的理解三極管對三極管放大作用的理解,切記一點:能量不會無緣無故的產生,所以,三極管一定不會產生能量。但三極管厲害的地方在于:它可以通過小電流控制大電流。放大的原理就在于:通過小的交流輸入,控制大的靜態直流。假設三極管是個大壩,這個大壩奇怪的地方是,有兩個閥門,一個大閥門,一個小閥門。小閥門可以用人力打開,大閥門很重,人力是打不開的,只能通過小閥門的水力打開。所以,平常的工作流程便是,每當放水的時候,人們就打開小閥門,很小的水流涓涓流出,這涓涓細流沖擊大閥門的開關,大閥門隨之打開,洶涌的江水滔滔流下。如果不停地改變小閥門開啟的大小,那么大閥門也相應地不停改變,假若能嚴格地按比例改變,
2、那么,完美的控制就完成了。 PNP型三極管 NPN型三極管在這里,Ube就是小水流,Uce就是大水流,人就是輸入信號。當然,如果把水流比為電流的話,會更確切,因為三極管畢竟是一個電流控制元件。如果某一天,天氣很旱,江水沒有了,也就是大的水流那邊是空的。管理員這時候打開了小閥門,盡管小閥門還是一如既往地沖擊大閥門,并使之開啟,但因為沒有水流的存在,所以,并沒有水流出來。這就是三極管中的截止區。飽和區是一樣的,因為此時江水達到了很大很大的程度,管理員開的閥門大小已經沒用
3、了。如果不開閥門江水就自己沖開了,這就是二極管的擊穿。在模擬電路中,一般閥門是半開的,通過控制其開啟大小來決定輸出水流的大小。沒有信號的時候,水流也會流,所以,不工作的時候,也會有功耗。而在數字電路中,閥門則處于開或是關兩個狀態。當不工作的時候,閥門是完全關閉的,沒有功耗。你后面的那些關于飽和區、截止區的比喻描述的有點問題,但是你肯定是知道這些原理的。引用你的比喻,我修改一下吧:截止區:應該是那個小的閥門開啟的還不夠(Ube<Uon),不能打開打閥門,這種情況是截止區。飽和區:應該是小的閥門開啟的太大了(Ube>Uce>Uon),以至于大閥門里放出的水流已經到了它極限的流量,
4、這時候,你增大小閥門的開啟程度(增大Ib),從大閥門里流出的水流量不再增大(Ic不變);但是你關小小閥門(降低Ube直至Ube<Uce)的話,可以讓三極管工作狀態從飽和區返回到線性區。線性區:就是水流處于可調節的狀態。擊穿區:比如有水流存在一個水庫中,水位太高(相應與Vce太大),導致有缺口產生,水流流出。而且,隨著小閥門的開啟,這個擊穿電壓變低,就是更容易擊穿了。一、三極管 三極管是兩個PN結共居于一塊半導體材料上,因為每個半導體三極管都有兩個PN結,所以又稱為雙極結晶體管。 三極管實際就是把兩個二極管同極相連。它是電流控制元件,利用基區窄小的特殊結構,通過載流子的擴散和復合,實現了基
5、極電流對集電極電流的控制,使三極管有更強的控制能力。按照內部結構來區分,可以把三極管分為PNP管和NPN管,兩只管按照一定的方式連接起來,就可以組成對管,具有更強的工作能力。如果按照三極管的功耗來區別,可以把它們分為小功率三極管、中功率三極管、大功率三極管等。 二、作用與應用 三極管具有對電流信號的放大作用和開關控制作用。所以,三極管可以用來放大信號和控制電流的通斷。在電源、信號處理等地方都可以看到三極管,集成電路也是由許多三極管按照一定的電路形式連接起來,具有某些用途的元件。三極管是最重要的電流放大元件三、三極管的重要參數1、值 值是三極管最重要的參數,因為值描述的是三極管對電流信號放大能力
6、的大小。值越高,對小信號的放大能力越強,反之亦然;但值不能做得很大,因為太大,三極管的性能不太穩定,通常值應該選擇30至80為宜。一般來說,三極管的值不是一個特定的指,它一般伴隨著元件的工作狀態而小幅度地改變。2、極間反向電流 極間反向電流越小,三極管的穩定性越高。3、三極管反向擊穿特性: 三極管是由兩個PN結組成的,如果反向電壓超過額定數值,就會像二極管那樣被擊穿,使性能下降或永久損壞。4、工作頻率 三極管的值只是在一定的工作頻率范圍內才保持不變,如果超過頻率范圍,它們就會隨著頻率的升高而急劇下降。 四、分類 按放大原理的不同,三極管分為雙極性三極管(BJT,Bipo
7、lar Junction Transistor )和單極性(MOS/MES型: Metal-Oxide-Semiconductor or MEtal Semiconductor)三極管。BJT中有兩種載流子參與導電,而在MOS型中只有一種載流子導電。BJT一般是電流控制器件,而MOS型一般是電壓控制器件五,使用搞數字電路的使用三極管大都當開關用,只要保證三極管工作在飽和區和截止區就可以啦!測判三極管的口訣 三極管的管型及管腳的判別是電子技術初學者的一項基本功,為了幫助讀者迅速掌握測判方法,筆者總結出四句口訣:“三顛倒,找基極;PN結,定管型;順箭頭,偏轉大;測不準,動嘴巴?!毕旅孀屛覀冎鹁溥M行
8、解釋吧。 一、 三顛倒,找基極 大家知道,三極管是含有兩個PN結的半導體器件。根據兩個PN結連接方式不同,可以分為NPN型和PNP型兩種不同導電類型的三極管,圖1是它們的電路符號和等效電路。 測試三極管要使用萬用電表的歐姆擋,并選擇R×100或R×1k擋位。圖2繪出了萬用電表歐姆擋的等效電路。由圖可見,紅表筆所連接的是表內電池的負極,黑表筆則連接著表內電池的正極。假定我們并不知道被測三極管是NPN型還是PNP型,也分不清各管腳是什么電極。測試的第一步是判斷哪個管腳是基極。這時,我們任取兩個電極(如這兩個電極為1、2),用萬用電表兩支表筆顛倒測量它的正、反向電阻,觀察表針的偏
9、轉角度;接著,再取1、3兩個電極和2、3兩個電極,分別顛倒測量它們的正、反向電阻,觀察表針的偏轉角度。在這三次顛倒測量中,必然有兩次測量結果相近:即顛倒測量中表針一次偏轉大,一次偏轉??;剩下一次必然是顛倒測量前后指針偏轉角度都很小,這一次未測的那只管腳就是我們要尋找的基極(參看圖1、圖2不難理解它的道理)。 二、 PN結,定管型 找出三極管的基極后,我們就可以根據基極與另外兩個電極之間PN結的方向來確定管子的導電類型(圖1)。將萬用表的黑表筆接觸基極,紅表筆接觸另外兩個電極中的任一電極,若表頭指針偏轉角度很大,則說明被測三極管為NPN型管;若表頭指針偏轉角度很小,則被測管即為PNP型。 三、
10、順箭頭,偏轉大 找出了基極b,另外兩個電極哪個是集電極c,哪個是發射極e呢?這時我們可以用測穿透電流ICEO的方法確定集電極c和發射極e。 (1) 對于NPN型三極管,穿透電流的測量電路如圖3所示。根據這個原理,用萬用電表的黑、紅表筆顛倒測量兩極間的正、反向電阻Rce和Rec,雖然兩次測量中萬用表指針偏轉角度都很小,但仔細觀察,總會有一次偏轉角度稍大,此時電流的流向一定是:黑表筆c極b極e極紅表筆,電流流向正好與三極管符號中的箭頭方向一致(“順箭頭”),所以此時黑表筆所接的一定是集電極c,紅表筆所接的一定是發射極e。(2) 對于PNP型的三極管,道理也類似于NPN型,其電流流向一定是:黑表筆e
11、極b極c極紅表筆,其電流流向也與三極管符號中的箭頭方向一致,所以此時黑表筆所接的一定是發射極e,紅表筆所接的一定是集電極c(參看圖1、圖3可知)。四、 測不出,動嘴巴 若在“順箭頭,偏轉大”的測量過程中,若由于顛倒前后的兩次測量指針偏轉均太小難以區分時,就要“動嘴巴”了。具體方法是:在“順箭頭,偏轉大”的兩次測量中,用兩只手分別捏住兩表筆與管腳的結合部,用嘴巴含住(或用舌頭抵住)基電極b,仍用“順箭頭,偏轉大”的判別方法即可區分開集電極c與發射極e。其中人體起到直流偏置電阻的作用,目的是使效果更加明顯。 半導體三極管的分類 半導體三極管亦稱雙極型晶體管,其種類非常多。按照結構工藝分類,有PNP和NPN型;按照制造材料分類,有鍺管和硅管;按照工作頻率分類,
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