§2.3 双极性晶体三极管综合习题1与参考答案-2018-6-10
§2.3 双极性晶体三极管综合习题1与答案
考核内容
1．掌握三极管的图形符号、文字符号、输入和输出特性。
2．掌握三极管的电流分配关系及放大原理。
双极性晶体三极管综合习题1
一、填空题
1、晶体三极管（Transistor）是晶体管电子电路的核心器件，具有电流放大和开关作用。在模拟电子电路中，它起放大作用；在脉冲和数字电路中，它起开关作用，逻辑门电路中的三极管则工作在截止状态和饱和状态。
2、晶体三极管是一个三端器件，根据其构造的不同，大体上可分双极型晶体管BJT（Bipolar Junction Transistor）和场效应管FET（Field Effect Transistor）。
3、双极晶体管（BJT）是一种电流控制器件，“双极”的含义是指其工作时电子和空穴这两种载流子都同时参与导电。双极结型晶体管（Bipolar Junction Transistor—BJT）又称为半导体三极管。
4、场效应管（FET）是电压控制型元件，利用场效应原理工作的晶体管，具有输入阻抗高，热稳定性好，抗辐射能力较强，集成度较高特点。
5、场效应晶体管又包含两种主要类型：结型场效应管（Junction FET，缩写为JFET)和金属-氧化物半导体场效应管（Metal-Oxide Semiconductor FET，缩写为MOS-FET）。其中，MOS管还分为增强型和耗尽型两种。与BJT不同的是，FET只由一种载流子（多数载流子）参与导电，因此场效应管也称为单极型晶体管。
*6、场效应晶体管的三个极，分别是源极（Source）、栅极（Gate）和漏极（Drain）。
7、双极晶体管（BJT）是由两个相距很近的PN结，通过一定的工艺制作成的一种半导体器件，即半导体三极管，又称为晶体三极管。
8、晶体三极管两个PN结两个PN结，一个PN结为发射结，另一个PN结为集电结。将发射极与基极之间的PN 结称为发射结；集电极与基极之间的PN结称为集电结。
9、晶体三极管两个PN结将整个半导体基片分成三个区域：发射区、基区和集电区，其中基区较薄。由这三个区各引出一个电极，分别称为发射极、（Emitter）、基极(Base) 和集电极（Collector），分别用字母E、B、C表示。
10、晶体三极管按导电类型的不同，三极管可分为PNP型和NPN型两大类。有箭头的电极是发射极，箭头方向表示发射结正向偏置时的电流方向，箭头方向向外是NPN型，箭头方向向内是PNP型，两种符号的区别在于发射极的箭头方向不同，实际上发射极箭头方向就是发射极正向电流的真实方向。
11、晶体三极管BJT种类很多，按照频率分，有高频管，低频晶体管，按照功率分，有小、中、大功率晶体管，按照半导体材料分，有硅管和锗晶体管等。
12、使三极管起放大作用的外部条件是：发射结加正向偏置电压，集电结加反向偏置电压。
13、三极管的电流分配规律公式I E I B +I C，即发射极电流等于基极电流和集电极电流之和。无论是NPN型管还是PNP型管，均符合这一规律。
14、三极管的电流放大作用实质：由于基极电流I B的变化，使集电极电流I C发生更大的变化。也就是说，基极电流I B的微小变化控制了集电极电流I C较大的变化，是“以小控大”的作用。
15、三极管I E电流与I B电流关系：I E = I B +I C= I B +
B
I?
β=（1+
B
I)β
16、基极电流和集电极电流之比基本为常量，该常量称为共发射极直流放大系数β，定义为：
B
C
I
I
=
β
17、基极电流有微小的变化量Δi B，集电极电流就会产生较大的变化量Δi C，且电流变化量之比也基本为常量，该
常量称为共发射交流放大系数β，定义为：
B
C
Δi
i?
=
β
18、已知工作在放大区的某三极管，如果当I B从12 uA 增大到22 uA 时，I C从l mA变为2mA，那么它的β约
100
1.0
1
12
.0
22
.0
1
2
B
C=
=
-
-
=
?
?
=
I
I
β
19、NPN三极管中，电流I B、I C流入三极管，电流I E流出三极管；
20、PNP三极管中，电流I E流入三极管，电流I B、I C流出三极管。
21、共发射极电路基极为输入端，集电极为输出端。发射极作为公共端
22、共基极电路发射极为输入端，集电极为输出端，基极为公共端。
23、共集电极电路基极为输入端，发射极为输出端。集电极为公共端
24、根据三极管放大电路输入回路与输出回路公共端的不同，可将三极管放大电路分为共发射极，共基极，共集电
极三种电路。
25、在三极管放大电路中，应保证发射结正向偏置，而集电结反向偏置。
26、晶体三极管有三个区：发射区、基区、集电区；两个PN结：发射结(BE结)、集电结(BC结)；三个电极：发
射极e(E)、基极b(B)和集电极c(C)。
27、三极管的电流放大作用，指的是用较小的___I B____的变化，从而得到较大的集电极电流的变化。
28、三极管的特性曲线主要有输入特性曲线和输出特性曲线两种。
29、三极管输入特性曲线指三极管集电极与发射极间所加电压V CE一定时，I B与U BE之间的关系。
30、晶体管共发射极输出特性常用一族曲线表示，其中每一条曲线对应一个特定的I B。
31、三极管工作于饱和区时，其外部条件是发射结正偏，集电缜正偏。
32、三极管工作于放大区时，其外部条件是发射结正偏，集电结反偏。
33、三极管处于截止区时，其外部条件发射结反偏，集电结反偏。
34、特征频率fT是指β值下降到1的信号频率。
35、当I C过大时，电流放大系数β将下降。在技术上规定，使β下降到正常值的2/3时的集电极电流称集电极最大允许电流。
二、选择题
1、三极管具有放大( )作用。答案：B
A．电压B．电流C．功率D．电位
2、三极管工作于放大区时，其外部条件是( )答案：B
A．发射结正偏，集电缜正偏B．发射结正偏，集电结反偏
B．发射结反偏，集电结反偏D．发射结反偏，集电结正偏
3、三极管工作于放大区时，集电极电流I C受( )控制，与V BE几乎无关．答案：D
A．R B B．V CE C．R C D．I B
4、三极管的电流分配规律是( )。答案：B
A．I B = I E+I C B．I E = I B + I C
C．I C = I B + I E D．I E =I B -I C
5、NPN型三极管和PNP型三极管的区别是_____。答案：C
A．由两种不同材料硅和锗制成
B．掺入的杂质元素不同
C．P区和N区的位置不同
6 、PNP型三极管实现放大作用时，三极电位之间的关系是____。答案：A
A．V E>V B>V C B．Vc C．V B>V C>V E D．V B 7、某NPN型三极管V B = 4.7 V，V C = 4.3 V，V E = 4 V，此三极管处于( )状态？答案：A A．饱和B．放大C．截止 8、某NPN型三极管V B = 2.7 V，V C = 10 V，V E =2.0 V，此三极管处于( )状态？答案：B A．饱和B．放大C．截止 9、某NPN型三极管V B =1.3 V，V C = 5 V，V E = 1.6 V，此三极管处于( )状态？答案：C A．饱和B．放大C．截止 10、如果三极管工作在截止区，两个PN结状态。答案：B A．均为正偏B．均为反偏 C．发射结正偏，集电结反偏D．发射结反偏，集电结正偏 11 、NNP型三极管实现放大作用时，三极电位之间的关系是____。答案：B A．V E>V B>V C B．V E C．V B>V C>V E D．V B （ A ）12、某晶体管的发射极电流等于1mA，基极电流等于20μA，则它的集电极电流等于( ) A、0.98 mA B、1.02 mA C、0.8 mA D、1.2 mA （ A ）13、对放大电路中的三极管进行测量，各极对地电压分别为U B=2.7V，U E=2V，U C=9V，则该管工作在。 A、放大区 B、饱和区 C、截止区 D、无法确定 （ A ）14、某单管共射放大电路在处于放大状态时，电位分别是U B=8.3V，U E =9V，U C=2V，则此三极管一定是。 A、PNP硅管 B、NPN硅管 C、PNP锗管 D、NPN锗管 （ B ）15、测得三极管I B1=30μA时，I C 1= 2.4mA ；I B2=40μA时，I C 2= 3 mA，则该管的交流电流放大系数为。 A、80 B、60 C、75 D、100 （ C ）16、晶体管共发射极输出特性常用一族曲线表示，其中每一条曲线对应一个特定的。 A、i C B、u CE C、i B D、i E （B ）17、用直流电压表测得放大电路中某晶体管电极1、2、3的电位各为V1=2V，V2=6V，V3=2.7V，则。 A、1为e 2为b 3为c B、1为e 3为b 2为c C、2为e 1为b 3为c D、3为e 1为b 2为c （A ）18、三极管工作于饱和区时，其外部条件是( )答案：A A 发射结正偏，集电缜正偏B．发射结正偏，集电结反偏 C 发射结反偏，集电结反偏D．发射结反偏，集电结正偏 （ C ）19、工作在放大区的某三极管，如果当I B从12 uA 增大到22 uA 时，I C从l mA变为2mA，那么它的β约为( C ) 。 A.83 B.91 C.100 D．120 （ B ）20、当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为。 A.前者反偏、后者也反偏 B.前者正偏、后者反偏 C.前者正偏、后者也正偏 D.前者反偏、后者正偏 （ A ）21、某单管共射放大电路在处于放大状态时，三个电极A、B、C 对地的电位分别是=2.3V ，=3V ，=0V，则此三极管一定是（A） A.PNP硅管 B.NPN硅管 C.PNP锗管 D.NPN锗管 （D ）22、某单管共射放大电路在处于放大状态时，三个电极A、B、C 对地的电位分别是=2.3V ，=2V ，=12V， 则此三极管一定是（D ） A.PNP硅管 B.NPN硅管 C.PNP锗管 D.NPN锗管 三、综合题 1、下图所示为三极管的输出特性，求：该三极管在U CE=6V，I B =20μA附近的 β 和β值。 U CE/V 解：在图示的输出特性曲线上作U CE=6V的垂线， I B1 =20μA的输出特性曲线，由此可得该点对应的I C1 =2 mA， 直流放大倍数100 20 10 0.23 B C= ? = = I I β I B1=20μA时，I C 1= 2mA ；I B2=30μA时，I C 2= 3 mA， C i?= I C 2- I C 1=3-2 mA， B i?= I B 2- I B1=30-20μA 交流放大倍数 10020 3010)0.20.3(3 B C =-?-=??=i i β 2、【教材P42-4】图2.28给出了小功率NPN 型硅高频三极管3DG4的输出特性曲线。试求Q1点和Q2点处的共射极直流 电流放大系数1Q β和2Q β，'并求Q1、Q2点附近的共射极交流电流放大系数β。 直流放大倍数 454.018B C 1===mA mA I I Q β 506.030B C 2===mA mA I I Q β 交流放大倍数 604 .06.018 30B C =--=??= i i β 3．判别三极管的工作状态 (1) V E = -1.0 V ， V B = - 1.3 V ，V C = -6V ， 发射结正偏VE ＞VB ， U EB =-1.0-(- 1.3 ) =0.3 ； 集电结反偏VB ＞VC ，U B C ：- 1.3＞-6 VC ＜VB ＜VE 发射结正偏，集电结反偏，，工作状态是：放大 （2）V E = 1.5V ，V B = 1.2 V ，V C =1.3V ，； 发射结正偏VE ＞VB ， U EB =1.5-1.2=0.3； 集电结正偏VC ＞VB ， 发射结正偏，集电结正偏 工作状态是：饱和 （3）V E =-1.2 V , V B =-1.0 V ，V C =-6V ，； 发射结反偏VE ＜VB ， U EB =-1.2-(-1.0)=-0.2； 发射结反偏，集电结反偏，，工作状态是：截止 4．判别三极管的工作状态 （1）V B = -6.3 V ，V C =-1 V ，V E =-7.0 V ； 发射结正偏VB ＞VE ，U B E =-6.3-(-7)=0.7； 集电结反偏VC ＞VB ，U C B ： -1＞-6.3， -1>-6.3>-7，VC ＞VB ＞VE 发射结正偏，集电结反偏，工作状态是：放大 （2）V B = -5.3 V ，V C =-5.7V ， V E = -6V ； 发射结正偏VB ＞VE ，U B E =-5.3-(-6)=0.7 集电结正偏VB ＞VC ，U B C =-5.3-(-5.7) =0.4， 发射结正偏，集电结正偏 工作状态是：饱和 （3）V B =-9 V ，V C = -6V ，V E =-7 V ； 发射结反偏VB ＜VE ，U B E ：-9＜-7 发射结反偏，集电结反偏，工作状态是：截止 5、工作放大状态三极管两个电极的电流如图。 求： （1）另一个电极的电流，并标出电流方向，放大倍数。 （2）判断是NPN 型，还是PNP 型。 解：I C =4.0mA, I B=0.05 mA 直流放大系数 6、某放大电路中BJT 三个电极的电流如图所示。 I A ＝-2mA,I B ＝-0.04mA,I C ＝+2.04mA,试判断管脚、管型。 解：电流判断法。 电流的正方向和KCL 。I E =I B + I C C 为发射极 B 为基极 A 为集电极。 管型为NPN 管。 7、工作放大状态三极管两个电极的电流如图。 求： （1）另一个电极的电流，并标出电流方向，放大倍数。 （2）判断是NPN 型，还是PNP 型。 解：I E =2.02mA, I C =2.0 mA I E = I B + I C I B =2.02mA - 2.0 mA=0.02 mA PNP 型 直流放大系数 10002 .02B C === I I β 8、测量某NPN 型BJT 各电极对地的电压值如下，判别管子工作在什么区域？ （1） V C ＝6V V B ＝0.7V V E ＝0V （2） V C ＝6V V B ＝4V V E ＝4.6V （3） V C ＝3.6V V B ＝4V V E ＝3.3V 解答：对NPN 管而言，放大时V C ＞ V B ＞ V E （1）放大区，发射结正偏VB ＞VE ，0.7V ＞0V ；集电结反偏VC ＞VB ，6V ＞0.7V （2）截止区，发射结反偏VB ＜VE ，4V ＜4.6V ；集电结反偏VC ＞VB ，6V ＞4V （3）饱和区，发射结正偏VB ＞VE ，4V ＞3.3V ；集电结正偏VB ＞VC ，4V ＞3.6V 9、测量一只 PNP 型晶体管在工作时电极间的直流电压分别为下列三种情况，判别晶体管分别工作在什么状态？ （1）V E = 1.0 V ， V B = 1.7 V ，V C = 9.4 V ； （2） V E = 1.7V ，V B = 1.0 V ，V C =1.4V ； （3）V E = 9.0 V , V B = 8.3 V ，V C =2.0V ； （1）V E = 1.0 V ， V B = 1.7 V ，V C = 9.4 V ， 发射结反偏VE ＜VB ， U EB ：1.0＜1.7 ； 发射结反偏，集电结反偏，，工作状态是：截止 （2）V E = 1.7V ，V B = 1.0 V ，V C =1.4V ； 发射结正偏VE ＞VB ， U EB =1.7-1.0=0.7； 集电结正偏VC ＞VB ，U C B =1.4-1.0=0.4， 发射结正偏，集电结正偏 工作状态是：饱和 （3）V E = 9.0 V , V B = 8.3 V ，V C =2.0V ； 发射结正偏VE ＞VB ， U EB =9.0-8.3=0.7 ； 10、测得工作在放大电路中几个晶体管三个电极的电位U 1、U 2、U 3分别为： （1）U 1=3.5V 、U 2=2.8V 、 U 3=12V （2）U 1=3V 、 U 2=2.8V 、 U 3=12V （3）U 1=6V 、 U 2=11.3V 、 U 3=12V （4）U 1=6V 、 U 2=11.8V 、 U 3=12V 判断它们是NPN 型还是PNP 型？是硅管还是锗管？并确定e 、b 、c 。 解答： （1）12＞3.5 ＞2.8 ， U 1 b 、 U 2 e 、 U 3 c NPN 硅 （2）12＞3.0 ＞2.8 ， U 1 b 、 U 2 e 、 U 3 c NPN 锗 （3）12＞11.3 ＞6.0， U 1 c 、 U 2 b 、 U 3 e PNP 硅 （4）12＞11.8 ＞6.0， U 1 c 、 U 2 b 、 U 3 e PNP 锗 11、测得放大电路中的3个晶体管的直流电位如图所示。在圆圈中画出管子，并说明它们是硅管还是锗管。 解: （1） 12>11.3>0，中间为基极；发射结U EB =12-11.3=0.7，硅管；VE ＞VB ＞VC ，PNP 型三极管。 PNP 型三极管发射极箭头向内。 （2） 12>3.7>3，中间为基极；发射结U BE =3.7-3.0=0.7，硅管；VC ＞VB ＞VE ， NPN 型三极管。 （3） 15>12.7>12，中间为基极；发射结U BE =12.7-12.0=0.7，硅管；VC ＞VB ＞VE ， NPN 型三极管。 12、测得放大电路中的3个晶体管的直流电位如图所示。在圆圈中画出管子，并说明它们是硅管还是锗管。 解: （4）12.2>12>0，中间为基极；发射结U EB =12.2-12=0.2，锗管；VE＞VB＞VC，PNP型三极管。 （5）15>14.8>12，中间为基极；发射结U EB =15-14.8=0.2，锗管；VE＞VB＞VC，PNP型三极管。 （6）15>12>11.8，中间为基极；发射结U BE =12-11.8=0.2，锗管；VC＞VB＞VE，NPN型三极管。 13.填表分析NPN型与PNP型三三极管偏置电压的特点与工作状态。 三极管偏置电压的特点与工作状态表 14、三极管各极对公共端电位如图所示，判别三极管的工作状态。 (1) (2) (3) (4) 解： (1)V C =12V, V B =-0.1V, V E =0V，U BE =-0.1-0=-0.1＜0，则发射结反偏，三极管截止。 (2)V C =5V, V B=0.5V, V E =0.2V ；U BE =0.5-0.2=0.3，NPN锗，发射结正偏；V C>V B，集电结反偏，三极管放大。 (3)V C =2V, V B=-2.3V, V E =-3V ；U BE = -2.3-（-3）=0.7，NPN硅，发射结正偏；V C>V B，集电结反偏，三极管放大。 (4)V C =3.3V, V B=3.7V, V E =3V ；U BE =3.7-3=0.7，NPN硅，发射结正偏； U BC =3.7-3.3=0.4，VB＞VC，集电结正偏，三极管饱和。 15、已知一放大电路中某三极管的三个管脚电位分别为①3.5V，②2.8 V，③5V，试判断： a．①脚是 B ，②脚是 E ，③脚是 C （e, b，c）； b．管型是NPN （NPN，PNP）； c．材料是硅（硅，锗）。 *16、分别判断图所示各电路中晶体管是否有可能工作在放大状态。 （1）（2）（3） 解答：NPN型三极管放大作用外部条件： 发射结加正向偏置电压为：VB＞VE；集电结加反向偏置电压为：V C>V B。 NPN V C>V B>V E。 （1）由题已知条件得出，U B E＞0，则发射结正偏，V C>V B，集电结反偏，V C>V B>V E， NPN型晶体管可能工作在放大状态。 （2）由题已知条件得出，U B E＜0，则发射结反偏，截止。 NPN型晶体管不可能工作在放大状态。 （3）由题已知条件得出，U B E=0.7 V＞0，则发射结正偏；U BC＞0，则集电结正偏，饱和。 NPN型晶体管不可能工作在放大状态。 *17、分别判断图所示各电路中晶体管是否有可能工作在放大状态。 （1）（2）（3） 解答：PNP型三极管放大作用外部条件： 发射结加正向偏置电压为：VE＞VB；集电结加反向偏置电压为：V B>V C。 PNP型管电位关系应为V E>V B>V C。 （1）由题已知条件得出，V E =0V，V B＜0 V，V C ≈-6V，U E B＞0，则发射结正偏，V B>V C，集电结反偏。 V E>V B>V C，PNP型晶体管可能工作在放大状态。 （2）由题已知条件得出，V E ≈-6V，V B=0 V，PNP型管U EB＜0，则发射结反偏，截止 PNP型晶体管不可能工作在放大状态。 （3）由题已知条件得出，V E =6V，V B＞0 V，V C＞0 V ，U E B＞0，则发射结正偏，V B>V C，集电结反偏。 V E>V B>V C，PNP型晶体管可能工作在放大状态。 第二章 双极型晶体三极管（BJT ） §2.1 知识点归纳 一、BJT 原理 ·双极型晶体管（BJT ）分为NPN 管和PNP 管两类（图2-1，图2-2）。 ·当BJT 发射结正偏，集电结反偏时，称为放大偏置。在放大偏置时，NPN 管满足C B C V V V >>；PNP 管满足C B E V V V <<。 ·放大偏置时，作为PN 结的发射结的V A 关系是：/BE T v V E ES i I e =（NPN ），/E B T v V E ES i I e =（PNP ）。 ·在BJT 为放大偏置的外部条件和基区很薄、发射区较基区高掺杂的内部条件下，发射极电流E i 将几乎转化为集电流C i ，而基极电流较小。 ·在放大偏置时，定义了 CN E i i α= （CN i 是由E i 转化而来的C i 分量）极之后，可以导出两个关于电极电流的关系方程：C E CBO i i I α=+ (1)C B CBO B CEO i i I i I βββ=++=+ 其中 1α βα= -，CEO I 是集电结反向饱和电流，(1)CEO CBO I I β=+是穿透电流。 ·放大偏置时，在一定电流范围内，E i 、C i 、B i 基本是线性关系，而BE v 对三个电流都是指数非线性关系。 ·放大偏置时：三电极电流主要受控于BE v ，而反偏CB v 通过基区宽度调制效应，对电流有较小的影响。影响的规律是；集电极反偏增大时，C I ，E I 增大而B I 减小。 ·发射结与集电结均反偏时BJT 为截止状态，发射结与集电结都正偏时，BJT 为饱和状态。 二、BJT 静态伏安特性曲线 ·三端电子器件的伏安特性曲线一般是画出器件在某一种双口组态时输入口和输出口的伏安特性曲线族。BJT 常用CE 伏安特性曲线，其画法是： 输入特性曲线：()CE B BE V i f v =常数 （图2-13） 输出特性曲线：()B B CE I i f v =常数 （图2-14） ·输入特性曲线一般只画放大区，典型形状与二极管正向伏安特性相似。 ·输出特性曲线族把伏安平面分为4个区（放大区、饱和区、截止区和击穿区）放大区近似的等间隔平行线，反映β近似为常数，放大区曲线向上倾是基区宽度调制效应所致。 ·当温度增加时，会导致β增加，CBO I 增加和输入特性曲线左移。 三、BJT 主要参数 ·电流放大系数：直流β，直流α；交流 0lim C E Q i i α?→?=?和 0lim C B Q i i β?→?=?，α、β也满足 1α βα= -。 ·极间反向电流：集电结反向饱和和电流CBO I ；穿透电流CEO I ·极限参数：集电极最大允许功耗CM P ；基极开路时的集电结反向击穿电压CEO BV ；集 第二章练习题 一、填空题： 1．晶体管工作在饱和区时发射结偏；集电结偏。 2．三极管按结构分为_ 和两种类型，均具有两个PN结，即______和______。 3.三极管是___________控制器件。 4.放大电路中，测得三极管三个电极电位为U1=6.5V,U2=7.2V,U3=15V，则该管是______类型管子，其中_____极为集电极。 5．三极管的发射结和集电结都正向偏置或反向偏置时，三极管的工作状态分别是__ __和______。 6.三极管有放大作用的外部条件是发射结________，集电结______。 7．三极管按结构分为______和______两种类型，均具有两个PN结，即___________和_________。 8．若一晶体三极管在发射结加上反向偏置电压，在集电结上也加上反向偏置电压，则这个晶体三极管处于＿＿＿＿＿＿状态。 8、某三极管3个电极电位分别为V E=1V,V B=1.7V,V C=1.2V。可判定该三极管是工作于区的 型的三极管。 9、已知一放大电路中某三极管的三个管脚电位分别为①3.5V，②2.8 V，③5V，试判断： a．①脚是，②脚是，③脚是（e, b，c）； b．管型是（NPN，PNP）； c．材料是（硅，锗）。 二、选择题： 1、下列数据中，对NPN型三极管属于放大状态的是。 A、V BE>0,V BE 课题第一章晶体=极管和场效晶体管 2.1.1—2.1.3三极管的基本特性 课型 新课 投课班级17机电授课时数2课时 教学目标 1.掌握三极管的结构、分类和符号 2.理解三极管的工作电压和基本连接方式 3.理解三极管电流的分配和放大作用、掌握电流的放大作用 教学重点三极管结构、分类、电流分配和放大作用教学难点电流分配和放大作用 学情分析学生已经了解了PN结及特性学生已熟练掌握晶体二极管的基本特性 教学方法讲授法、引导法、图示法、对比法、多媒体演示法 教后记 通过对本次课的学习，学生了解了三极管的基本特性，了解三极管中的PN结与二极皆中PN结的区别，同时掌握了三极管的基本连接方式和放大倍数的讣算方法，并能进行实际应用，利用査表法说出三极管的型号 A.引入 在电子线路中，经常用的基本器件除二极管外，还有三引脚的三极管。B?新授课 2.1,1三极管的结构、分类和符号 一、晶体三极管的基本结构 1?观察外形 2.三极管的结构图 （1〉发射区掺杂浓度较大，以利于发射区向基区发肘载流子。（2）基区很薄，掺杂少，载流子易于通过。 <3）集电区比发射区体枳大且掺杂少，收集载流子。 注意：三极管并不是两个PN结的简单组合，不能用两个二极管代替。 二、图形符号 a. NPN 型 三.分类 1?内部三个区的半导体分类：NPN型、PNP型 2.工作频率分类：低频管和高频管 3.以半导体材料分：错、硅 2.1.2三极管的工作电压和基本连接方式 一、三极管的工作电压 1?三极笛工作时，发射结加正向电压?集电结加反向电压。 2?偏置电压：基极与发射极之间的电压。 二.三极管在电路中的基本连接方式 1?共发射极接法（讲解） 三极：发射极、 两结：发射结、基极、集电极 集电结 基区、集电区 （引导： 比较两种符 号，箭头说 明发射结导 通的方向） C b V e b. PNP 型 集 C电 极 集 C电 极 b V 晶体三极管的电流放大作用 晶体三极管具有电流放大作用，其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。这是三极管最基本的和最重要的特性。我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数，用符号“β”表示。电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值，但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。 晶体三极管的三种工作状态 截止状态：当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，我们称三极管处于截止状态。 放大状态：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并处于某一恰当的值时，三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，这时基极电流对集电极电流起着控制作用，使三极管具有电流放大作用，其电流放大倍数β＝ΔIc/ΔIb，这时三极管处放大状态。 饱和导通状态：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并当基极电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不怎么变化，这时三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。根据三极管工作时各个电极的电位高低，就能判别三极管的工作状态，因此，电子维修人员在维修过程中，经常要拿多用电表测量三极管各脚的电压，从而判别三极管的工作情况和工作状态。三极管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号，当然这种转换仍然遵循能量守恒，它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。当三极管的基极上加一个微小的电流时，在集电极上可以得到一个是注入电流β倍的电流，即集电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化，并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化，这就是三极管的放大作用。三极管还可以作电子开关，配合其它元件还可以构成振荡器。半导体三极管除了构成放大器和作开关元件使用外，还能够做成一些可独立使用的两端或三端器件 （1）扩流。把一只小功率可控硅和一只大功率三极管组合，就可得到一只大功率可控硅，其最大输出电流由大功率三极管的特性决定，见附图9（a）。图9（b）为电容容量扩大电路。利用三极管的电流放大作用，将电容容量扩大若干倍。这种等效电容和一般电容器一样，可浮置工作，适用于在长延时电路中作定时电容。用稳压二极管构成的稳压电路虽具有简单、元件少、制作经济方便的优点，但由于稳压二极管稳定电流一般只有数十毫安，因而决定了它只能用在负载电流不太大的场合。图9（c）可使原稳压二极管的稳定电流及动态电阻范围得到较大的扩展，稳定性能可得到较大的改善。 （2）代换。图9（d）中的两只三极管串联可直接代换调光台灯中的双向触发二极管；图9（e）中的三极管可代用8V左右的稳压管。图9（f）中的三极管可代用30V左右的稳压管。上述应用时，三极管的基极均不使用。 （3）模拟。用三极管够成的电路还可以模拟其它元器件。大功率可变电阻价贵难觅，用图9（g）电路可作模拟品，调节510电阻的阻值，即可调节三极管C、E两极之间的阻抗，此阻抗变化即可代替可变电阻使用。图9（h）为用三极管模拟的稳压管。其稳压原理是：当加到A、B两端的输入电压上升时，因三极管的B、E结压降基本不变，故R2两端压降上升，经过R2的电流上升，三极管发射结正偏增强，其导通性也增强，C、E极间呈现的等效电阻减小，压降降低，从而使AB端的输入电压下降。调节R2即可调节此模拟稳压管的稳压值。 第四章晶体二极管与晶体三极管 本章概述：晶体管是采用半导体晶体材料（如硅、锗、砷化镓等）制成的，在 电子产品中应用十分广泛。本章从二、三极管的型号、分类、外形识别及检测等多个方面，对常用二、三极管进行了较为详细和系统的讲解。 第一节晶体二极管和晶体三极管的型号命名方法 一、中华人民共和国国家标准（GB249-74） 国标（GB249-74）半导体器件型号命名由五部分组成，见表4-1。 表4-1 国标半导体器件型号命名方法 例如：锗PNP高频小功率管为3AG11C，即 ３（三极管）Ａ（PNP型锗材料）Ｇ（高频小功率管）１１（序号）Ｃ（规格号）二、美国电子半导体协会半导体器件型号命名法 表4-2 美国电子半导体协会半导体器件型号命名法 三、日本半导体器件型号命名方法 表4-3 日本半导体器件型号命名方法 第二节半导体器件的外形识别 一、晶体二极管的外形识别 1.晶体二极管的结构与特性 定义：晶体二极管由一个PN结加上引出线和管壳构成。所以，二极管实际就是一个PN结。电路图中文字表示符号为用V表示。 基本结构：PN结加上管壳和引线，就成为了半导体二极管。 图4-1 二极管的结构和电路符号 二极管最主要的特性是单向导电性，其伏安特性曲线如图4-2所示。 1）正向特性 当加在二极管两端的正向电压（P为正、N为负）很小时（锗管小于0.1伏，硅管小于0.5伏），管子不导通，处于“截止”状态，当正向电压超过一定数值后，管子才导通，电压再稍微增大，电流急剧暗加（见曲线I段）。不同材料的二极管，起始电压不同，硅管为0.5-0.7伏左右，锗管为0.1-0.3左右。 半导体电子器件，有两个PN结组成，可以对电流起放大作用，有3个引脚，分别为集电极（c)，基极（b)，发射极（e）.有PNP和NPN型两种，以材料分有硅材料和锗材料两种。 晶体管，本名是半导体三极管，是内部含有两个PN结，外部通常为三个引出电极的半导体器件。 可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。 ------------------------------------------------------------------ 1.概念: 半导体三极管也称双极型晶体管,晶体三极管,简称三极管,是一种电流控制电流的半导体器件. 作用:把微弱信号放大成辐值较大的电信号, 也用作无触点开关. 2.三极管的分类: a.按材质分: 硅管、锗管 b.按结构分: NPN 、PNP c.按功能分: 开关管、功率管、达林顿管、光敏管等. 3.三极管的主要参数: a. 特征频率fT:当f= fT时,三极管完全失去电流放大功能.如果工作频率大于fT,电路将不正常工作. b. 工作电压/电流:用这个参数可以指定该管的电压电流使用范围. c. hFE:电流放大倍数. d. VCEO:集电极发射极反向击穿电压,表示临界饱和时的饱和电压. e. PCM:最大允许耗散功率. f. 封装形式：指定该管的外观形状,如果其它参数都正确，封装不同将导致组件无法在. 4.判断基极和三极管的类型: 先假设三极管的某极为“基极”,将黑表笔接在假设基极上,再将红表笔依次接到其余两个电极上,若两次测得的电阻都大(约几K到几十K),或者都小(几百至几K),对换表笔重复上述测量,若测得两个阻值相反(都很小或都很大),则可确定假设的基极是正确的,否则另假设一极为“基极”,重复上述测试,以确定基极. 当基极确定后,将黑表笔接基极,红表笔笔接基它两极若测得电阻值都很少,则该 三极管为NPN,反之为PNP. 判断集电极C和发射极E,以NPN为例: 把黑表笔接至假充的集电极C,红表笔接到假设的发射极E,并用手捏住B和C极,读出表头所示C,E电阻值,然后将红,黑表笔反接重测.若第一次电阻比第二次小,说明原假设成立. 体三极管的结构和类型 晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种， 从三个区引出相应的电极，分别为基极b发射极e和集电极c。 发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里；NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。 三极管的封装形式和管脚识别 常用三极管的封装形式有金属封装和塑料封装两大类，引脚的排列方式具有一定的规律， 底视图位置放置，使三个引脚构成等腰三角形的顶点上，从左向右依次为e b c；对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己，三个引脚朝下放置，则从左到右依次为e b c。 目前，国内各种类型的晶体三极管有许多种，管脚的排列不尽相同，在使用中不确定管脚排列的三极管，必须进行测量确定各管脚正确的位置，或查找晶体管使用手册，明确三极管的特性及相应的技术参数和资料。 第二章三极管练习题 一、填空题： 1．晶体管工作在饱和区时发射结偏；集电结偏。 2．三极管按结构分为_ 和两种类型，均具有两个PN结，即______和______。 3.三极管是___________控制器件，场效应管是控制器件。 4.晶体管放大电路的性能指标分析，主要采用等效电路分析法。 5.放大电路中，测得三极管三个电极电位为U1=,U2=,U3=15V，则该管是______类型管子，其中_____极为集电极。 6.场效应管输出特性曲线的三个区域是________、___________和__________。 7．三极管的发射结和集电结都正向偏置或反向偏置时，三极管的工作状态分别是__ __和______。 8．场效应管同三极管相比其输入电阻_________，热稳定性________。 9.采用微变等效电路法对放大电路进行动态分析时，输入信号必须是________的信号。 10.三极管有放大作用的外部条件是发射结________，集电结______。 11.在正常工作范围内，场效应管极无电流 12．三极管按结构分为______和______两种类型，均具有两个PN结，即___________和_________。 13.晶体三极管是一种＿＿＿控制＿＿＿器件，而场效应管是一种＿＿＿控制＿＿＿器件。 14．若一晶体三极管在发射结加上反向偏置电压，在集电结上也加上反向偏置电压，则这个晶体三极管处于＿＿＿＿＿＿状态。 15．作放大作用时，场效应管应工作在＿＿＿＿(截止区，饱和区，可变电阻区)。 16．晶体三极管用于放大时，应使发射极处于＿＿偏置，集电极处于＿＿偏置。 二、选择题： 1.有万用表测得PNP晶体管三个电极的电位分别是V C=6V，V B=，V E=1V则晶体管工作在（）状态。 A、放大 B、截止 C、饱和 D、损坏 2、三级管开作在放大区，要求（） A、发射结正偏，集电结正偏 B、发射结正偏，集电结反偏 C、发射结反偏，集电结正偏 D、发射结反偏，集电结反偏 3、在放大电路中，场效应管应工作在漏极特性的哪个区域（） A 可变线性区 B 截止区 C 饱合区 D击穿区 4.一NPN型三极管三极电位分别有V C=，V E=3V，V B=，则该管工作在（） A．饱和区 B．截止区 C．放大区 D．击穿区 5.三极管参数为P CM=800mW, I CM=100mA, U BR(CEO)=30V,在下列几种情况中，（）属于正常工作。 A．U CE=15V，I C=150 mA B．U CE=20V，I C=80 mA 第三章 1．根据所采用的半导体器件不同，集成电路可分为哪两大类?各 自的主要优缺点是什么? 解答 双极型集成电路：采用双极型半导体器件作为元件.主要特点是速度快、 负载能力强，但功耗较大、集成度较低。 单极型集成电路：指MOS集成电路，采用金属-氧化物半导体场效应管 (Metel Oxide Semi- conductor Field Effect Transister,简写为MOSFET)作为元件.MOS型集成电 路的特点是结构简单、制造方便、集成度高、功耗低， 但速度较慢。 2.简述晶体二极管的静态特性? 解答 “正向导通（相当于开关闭合），反向截止（相当于开关断开）”,硅管正向压降约0.7伏，锗管正向压降约0.3伏。 3．晶体二极管的开关速度主要取决于什么? 解答 晶体二极管的开关速度主要取决于反向恢复时间（二极管从正向导通到反向截止所需要的时间）和 开通时间（二极管从反向截止到正向导通所需要的时间）。相比之下，开通时间很短，一般可以忽略不计。因此，影响二极管开关速度的主要因素是反向恢复时间。 4.数字电路中，晶体三极管一般工作在什么状态? 解答 数字电路中，晶体三极管一般工作在“截止状态”（相当于开关断开） 和“饱和导通状态”（相当于开关闭合）。 5．晶体三极管的开关速度取决于哪些因素? 解答 晶体三极管的开关速度主要取决于开通时间t on（三极管从截止状态到饱和状态所需要的时间）和关闭时间t off （三极管从饱和状态到截止状态所需要的时间），它们是影响电路工作速度的主要因素。 6. TTL与非门有哪些主要性能参数? 解答 TTL与非门的主要外部特性参数有输出逻辑电平、开门电平、关门电平、扇入系数、扇出系数、平均传输时延、输入短路电流和空载功耗等8项。 7.OC门和TS门的结构与一般TTL与非门有何不同?各有何主要应用? 解答 OC门:该电路在结构上把一般TTL与非门电路中的T3、D4去掉，令T4的集电极悬空，从而把一般TTL与非门电路的推拉式输出级改为三极管集电极开路输出。OC门可以用来实现“线与”逻辑、电平转换以及直接驱动发光二极管、干簧继电器等。 TS门: 该电路是在一般与非门的基础上，附加使能控制端EN和控制电路构成的。在EN有效时为正常 工作状态，在EN无效时输出端被悬空，即处于高阻状态。TS门主要应用于 数据与总线的连接，以实现总线传送控制，它既可用于单向数据传送，也可用于双向数据传送。 8.有两个相同型号的TTL与非门，对它们进行测试的结果如下： 晶体三极管反相器 一、反相器的工作原理 反相器又称“非门”。图3.10 (a)和(b)分别给出了晶体三极管反相器的电路图和逻辑符号。图中，负电源UB的作用是保证输入ui为低电平时晶体管T能可靠截止。 图中，二极管DQ和电源UQ组成钳位电路，使输出高电平稳定在规定的标准值(3.2V)。电路中给定的参数可以保证当输入ui为高电平3.2V时晶体管T可靠饱和导通，输出电压uo为低电平0.3V，；而当ui为低电平0.3V时,T可靠截止，输出电压uo等于钳位电源UQ与钳位二极管DQ的导通压降之和，即uo=2.5V+0.7V=3.2V，为高电平。 输出与输入之间满足逻辑"非"的关系，实现了反相器的功能。 二、反相器的负载能力 反相器的负载：是指反相器输出端所接的其他电路(如图3.11中虚线框所示的电路)。它分为"灌电流负载"和"拉电流负载”两种情况。 灌电流负载：是指负载电流IL从负载流入反相器。 拉电流负载：是指负载电流IL从反相器流入负载。 1．灌电流负载 图3.11所示为一个带有两个带灌电流负载的晶体管反相器电路。 当晶体管T饱和导通时，反相器输出低电平，负载电流IL流入T的集电极，形成灌电流负载。集电极电流IC=IRc+IL,IL随负载个数的增加而增大。当IC随着IL的增加而变大时，对应的基极饱和电流IBS也变大，致使三极管的饱和程度减轻。一旦因IL继续增加而导致Ib＞IBS（基极临界饱和电流）这一关系被破坏时，T将由饱和状态进入放大状态，输出电压uo就会随着管压降uce的上升而变高，从而偏离输出标准低电平，严重时将破坏反相器的逻辑功能。 为了使反相器正常工作，在带灌电流负载的情况下，不能破坏条件Ib＞IBS。通常用ILmax表示三极管从饱和退到临界饱和时所允许灌入的最大负载电流，该电流反映了三极管带灌电流负载的能力。此条件限制了反相器带负载的数量。提高带灌电流负载能力的关键是加大三极管的饱和深度，饱和越深，带负载能力越强。 三极管T截止时，反相器输出uo为高电平(3.2V)，负载电流IL和IRc都流入钳位电源UQ。 2．拉电流负载 图3.12所示为一个带拉电流负载的晶体管反相器电路，负载等效电路如图中虚线框所示。 晶体三极管的应用 第二章晶体三极管及其应用 教学重点 1．掌握晶体三极管的结构、工作电压、基本连接方式和电流分配关系。 2．熟练掌握晶体三极管的放大作用；共发射极电路的输入、输出特性曲线；主要 参数及温度对参数的影响。 教学难点 1．晶体三极管的放大作用 2．输入、输出特性曲线及主要参数 第一节晶体三极管 一、晶体三极管的结构、分类和符号 （一）、三极管的基本结构 1．三极管的外形：如图2-1所示。三极管通常有三个电极，功率大小不同的三极管体积和封装形式各不相同，近年来生产的小、中功率管多采用硅酮塑料封装，大功率三极管采用金属封装，通常做成扁平形状并有螺钉安装孔，有的大功率管干脆制成螺栓形状，这样能够使三极管的 外壳和散热器连成一体，便于散热。 2．三极管的结构：三极管的核心是两个 PN 结，按照两个PN 结的组合方式不同，可分为 PNP 型管和NPN 型两类，如图2-2所示。 3．晶体三极管有三个区――发射区、基区、 集电区； 发射区掺杂浓度较大；基区很薄且掺杂最 少；集电区比发射区体积大且掺杂少。两个PN 结――发射区和基区之间的PN 结称为发射结(BE 结)、集电区和基区之间的PN 结称为集电结(BC 结)；三个电极――发射极e (E )、基极b (B )和集电极c (C )； （二）、晶体三极管的符号 晶体三极管的符号如图2-3所示。 箭头：表示发射结加正向 电压时的电流方向。 文字符号：V (三)、晶体三极管的分类 图 2-3 三极管符号 图2-1 三极管外形 图2-2 三极管的结构图 1．三极管有多种分类方法。 按内部结构分：有NPN型和PNP型管； 按工作频率分：有低频和高频管； 按功率分：有小功率和大功率管； 按用途分：有普通管和开关管； 按半导体材料分：有锗管和硅管等等。 2．国产三极管命名法：例如：3DG表示高频小功率NPN型硅三极管；3CG表示高频小功率PNP型硅三极管；3AK表示PNP型开关锗三极管等。 二、三极管的基本连接方式 如图2-4所示，晶体三极管有三种基本连接方 (a) 共发射极接法 (b) 共基极接法 (c) 共集电极接法 式：共发射极、共基极和共集电极接法。最常用的是共发射极接法。 第二节晶体三极管的电流放大和分配作用 一、晶体三极管的电流放大作用 一、三极管的结构类型与工作原理 半导体三极管又称为晶体管、三极管、双极型晶体管、BJT 。它由2个背靠背的PN结组成，分为NPN型、PNP型。由制造的材料又分为硅三极管、锗三极管。 NPN型三极管：c：collector 集电极；b：base 基极；e：emitter 发射极 采用平面管制造工艺，在N＋型底层上形成两个PN结。 工艺特点：三个区，二个结，引出三根电极杂质浓度(e区掺杂浓度最高，b区较高，c 区最低)；面积大小( c区最大，e区大，b区窄)。 PNP型三极管：在P＋型底层上形成两个PN结。 NPN管的工作原理：为使NPN管正常放大时的条件：射结正偏(VBE＞0)，集电结反偏(VCB＞0)。 发射区向基区大量发射电子(多子)，进入基区的电子成为基区的少子，其中小部分与基区的多子( 空穴)复合，形成IB电流，绝大部分继续向集电结扩散并达到集电结边缘。因集电结反偏，这些少子将非常容易漂移到集电区，形成集电集电流的一部分ICN。而基区和集电区本身的少子也要漂移到对方，形成反向饱和电流ICBO。 ，， 晶体管的四种工作状态： 1、发射结正偏，集电结反偏：放大工作状态用在模拟电子电路 2、发射结反偏，集电结反偏：截止工作状态 3、发射结正偏，集电结正偏：饱和工作状态用在开关电路中 4、发射结反偏，集电结正偏：倒置工作状态较少应用 三种基本组态：集电极不能作为输入端，基极不能作为输出端。 1、共基组态(CB) 输入：发射极端：基极公共(此处接地) 。输出：集电极。 VBE＞0，发射结正偏，VCB＞0(∵VCC＞VBB)，集电结反偏。所以三极管工作在放大状态。 发射极组态(CE)： 共集电极组态(CC)： 晶体三极管的结构作用与开关特性 在数字电路设计的中，往往需要把数字信号经过开关扩流器件来驱动一些蜂鸣器、LED、继电器等需要较大电流的器件，而用得最多的开关器件要数三极管。 三极管通常也称双极型晶体管（BJT），简称晶体管或三极管。三极管在电路中常用字母T来表示。因三极管内部的两个PN结相互影响，使三极管呈现出单个PN结所没有的电流放大的功能。因此充分了解晶体三极管的结构作用对提高开关电路的设计有很大帮助，这次华强北IC代购网对三极管的开关特性展开以下介绍。 晶体三极管的结构作用介绍 导体二极管内部只有一个PN结，若在半导体二极管P型半导体的旁边，再加上一块N型半导体如图5-1（a）所示。由图5-1（a）可见，这种结构的器件内部有两个PN结，且N型半导体和P型半导体交错排列形成三个区，分别称为发射区，基区和集电区。从三个区引出的引脚分别称为发射极，基极和集电极，用符号e、b、c来表示。处在发射区和基区交界处的PN结称为发射结；处在基区和集电区交界处的PN结称为集电结。具有这种结构特性的器件称为三极管。 图5-1（a）所示三极管的三个区分别由NPN型半导体材料组成，所以这种结构的三极管称为NPN型三极管，图5-1（b）是NPN型三极管的符号，符号中箭头的指向表示发射结处在正向偏置时电流的流向。 根据同样的原理，也可以组成PNP型三极管，图5-2（a）、（b）分别为PNP型三极管的内部结构和符号。由图5-1和图5-2可见，两种类型三极管符号的差别仅在发射结箭头的方向上，理解箭头的指向是代表发射结处在正向偏置时电流的流向，有利于记忆NPN和PNP型三极管的符号，同时还可根据箭头的方向来判别三极管的类型。 晶体管分类及应用 摘要 晶体管是现代电子设备制造的基础,广泛出现在现代电子系统中。晶体管为电子领域带来了革命性的变化,使得电子设备体积更小、成本更低、更加高效。本文归纳了晶体管的分类以及各类晶体管在一些场景下的应用。 正文 一、绪论 晶体管是几乎所有现代电子产品中的关键活动组件,被许多人看作20世纪最伟大的发明之一。现代的半导体器件可以被大批量自动化生产,因此每个晶体管的的成本都很低廉。晶体管的低成本,灵活性和可靠性使其成为无处不在的器件。晶体管机电一体化电路已经成为机电设备控制设备来控制机器。相比于机械控制系统,微控制器和计算机程序用于控制系统显得更加便捷。 二、分类 1）按材料 锗晶体管: 1948年锗晶体管出现后,固态电子器件的应用开始。最早在1941年,锗二极管开始取代了电子装置里的真空管。但是锗晶体管有一个重大缺点,易产生热失控。 硅晶体管:硅的电子特性比锗优越,但是所需的纯度高,取代锗晶体管。 化合物半导体砷化镓晶体管:砷化镓拥有一些比硅还要好的电子特性,如高的饱和电子速率及高的电子迁移率。在高速器件中,化合物晶体管是一个不错的选择。用砷化镓制造的化合物晶体管可以达到很高的工作频率,原因在于化合物砷化镓的电子迁移率是单质硅的5倍。 碳化硅晶体管 硅锗合金晶体管：在CMOS工艺方面，SiGe工艺的成本和硅工艺相当，但在异质结技术方面，SiGe工艺的成本比砷化镓工艺还要低。SiGe材料可让异质结双极性晶体管整合进CMOS逻辑集成电路，达成混合信号电路的功能。 石墨烯晶体管等。 2）按结构 BJT、JFET、IGFET (MOSFET)、IGBT等。 3）按电极性 n–p–n及p–n–p（BJT），N沟道及P沟道（FET）。 4）按最大额定功率 低功率晶体管、中功率晶体管及高功率晶体管。 5）按最大工作频率 低频晶体管、中频晶体管、高频晶体管、无线电频率（RF）晶体管、微波频率晶体管。 6）按应用类型 开关晶体管、泛用晶体管、音频晶体管、高压晶体管等。 7）按封装技术 插入式金属封装或塑胶封装、表面黏着技术、球栅阵列封装、功率晶体等。 8）按增益系数 hfe、βF或gm（跨导）等。 三、应用 双极结型晶体管（BJT） 双极性晶体管可放大信号,并应用在功率控制和模拟信号处理等领域。使用双极性晶体管可通过已知的基极-发射极的偏置电压和其温度、电流关系来测量温度。现在人们不断认识到能源问题,而场效应管技术由于功耗更低,在数字集成电路中逐渐成为主流,双极性晶体管的使用相对较少。相比于金属氧化物半导体场效应晶体管,双极性晶体管提供了一定的跨导和输出电阻,在功率控制等方面能力突出,并具有高速和耐久的特性。因此,双极性晶体管仍在模拟电路中占据重要位置,特别是高频应用电路的重要配件。可将MOSFET用BiCMOS技术和双极性 晶体三极管的结构及封装 晶体三极管是各种电子设备中的核心器件。其突出特点是在一定条件下具有电流放大作用，可用做电子开关，在电子电路中被广泛应用。 晶体三极管由两个PN结和三个电极构成，用途及功率不同，封装尺寸也不同。常用的有平面型小功率、中功率及大功率三极管。 小功率三极管的封装尺寸及实物图如下图(a)所示。 中功率三极管的封装尺寸及实物图如下图(b)所示。 大功率三极管的封装尺寸及实物图如下图（c）所示。 贴片式三极管的封装尺寸及实物图如下图(d)所示。 常用的合金型小功率、中功率、大功率三极管有以下几种： 小功率合金型三极管实物图如下图(e）所示。 中功率合金型三极管实物图如下图(f)所示。 大功率合金型三极管实物图如下图(g）所示。 常见的三极管结构有平面型和合金型两类，分别如图5-15(a)和(b)所示。硅管主要是平面型，锗管主要是合金型。 不同类型的三极管虽然制造方法不同，但在结构上都分成PNP或NPN三层。因此又将三极管分为NPN型和PNP型两种。国产硅三极管主要是NPN型，锗管主要是PNP型下图是它们的结构示意图和电路符号。晶体三极管在电路中的表示方法有：国内最早用BG表示，彩色电视机电路中用Q和V表示。目前的电子电路中用VT来表示。 各种三极管都分为发射区、基区和集电区等三个区域。三个区域的引出线分别称为发射极、基极和集电极，并分别用E,B和C表示。发射区与基区之间的PN结称为发射结，基区与集电区之间的P-N结称为集电结。 NPN型三极管和PNP型三极管的工作原理相同，不同的只是使用连接电源的极性不同，管子各极之间的电流方向也不同。下面以NPN晶体三极管为例进行介绍。 课题第二章晶体三极管和场效晶体管 2.1.1～2.1.3 三极管的基本特性课型 新课 授课班级17机电授课时数2课时 教学目标 1．掌握三极管的结构、分类和符号 2．理解三极管的工作电压和基本连接方式 3．理解三极管电流的分配和放大作用、掌握电流的放大作用 教学重点 三极管结构、分类、电流分配和放大作用教学难点 电流分配和放大作用 学情分析学生已经了解了PN结及特性 学生已熟练掌握晶体二极管的基本特性 教学方法 讲授法、引导法、图示法、对比法、多媒体演示法 教后记 通过对本次课的学习，学生了解了三极管的基本特性，了解三极管中的PN结与二极管中PN结的区别，同时掌握了三极管的基本连接方式和放大倍数的计算方法，并能进行实际应用，利用查表法说出三极管的型号 A．引入 在电子线路中，经常用的基本器件除二极管外，还有三引脚的三极管。 B．新授课 2.1.1三极管的结构、分类和符号 一、晶体三极管的基本结构 1．观察外形 2．三极管的结构图 三极：发射极、基极、集电极 两结：发射结、集电结 三区：发射区、基区、集电区 3．特点 （1）发射区掺杂浓度较大，以利于发射区向基区发射载流子。 （2）基区很薄，掺杂少，载流子易于通过。 （3）集电区比发射区体积大且掺杂少，收集载流子。 注意：三极管并不是两个PN结的简单组合，不能用两个二极管代替。 二、图形符号 a．NPN型b．PNP型 三、分类 1．内部三个区的半导体分类：NPN型、PNP型 2．工作频率分类：低频管和高频管 3．以半导体材料分：锗、硅 2.1.2三极管的工作电压和基本连接方式 一、三极管的工作电压 1．三极管工作时，发射结加正向电压，集电结加反向电压。 2．偏置电压：基极与发射极之间的电压。 二、三极管在电路中的基本连接方式 1．共发射极接法 （讲解） （引导： 比较两种 符号，箭 头说明发 射结导通 的方向） 晶体管放大器结构原理图解 功率放大器的作用是将来自前置放大器的信号放大到足够能推动相应扬声器系统所需的功率。就其功率来说远比前置放大器简单，就其消耗的电功率来说远比前置放大器为大，因为功率放大器的本质就是将交流电能“转化”为音频信号，当然其中不可避免地会有能量损失，其中尤以甲类放大和电子管放大器为甚。 一、功率放大器的结构 功率放大器的方框图如图1-1所示。 1、差分对管输入级 输入级主要起缓冲作用。输入输入阻抗较高时，通常引入一定量的负反馈，增加整个功放电路的稳定性和降低噪声。 前置激励级的作用是控制其后的激励级和功劳输出级两推挽管的直流平衡，并提供足够的电压增益。 激励级则给功率输出级提供足够大的激励电流及稳定的静态偏压。激励级和功率输出级则向扬声器提供足够的激励电流，以保证扬声器正确放音。此外，功率输出级还向保护电路、指示电路提供控制信号和向输入级提供负反馈信号（有必要时）。 一、放大器的输入级功率放大器的输入级几乎一律都采用差分对管放大电路。由于它处理的信号很弱，由电压差分输入给出的是与输入端口处电压基本上无关的电流输出，加之他的直流失调量很小，固定电流不再必须通过反馈网络，所以其线性问题容易处理。事实上，它的线性远比单管输入级为好。图1-2示出了3 种最常用的差分对管输入级电路图。 图1-2种差分对管输入级电路 1、加有电流反射镜的输入级 在输入级电路中，输入对管的直流平衡是极其重要的。为了取得精确的平衡，在输入级中加上一个电流反射镜结构，如图1-3所示。它能够迫使对管两集电极电流近于相等，从而可以对二次谐波准确地加以抵消。此外，流经输入电阻与反馈电阻的两基极电流因不相等所造成的直流失调也变得更小了，三次谐波失真 也降为不加电流反射镜时的四分之一。 在平衡良好的输入级中，加上一个电流反射镜，至少可把总的开环增益提高6Db。而对于事先未能取得足够好平衡的输入级，加上电流反射镜后，则提高量最大可达15dB。另一个结果是，起转换速度在加电流反射镜后，大致提高了一倍。 2、改进输入级线性的方法 在输入级中，即使是差分对管采用了电流反射镜结构，也仍然有必要采取一定措施，以见效她的高频失真。下面简述几钟常用的方法。 1）、恒顶互导负反馈法 图1-4示出了标准输入级（a）和加有恒定互导（gm）负反馈输入级（b）的电路原理图。经计算，各管加入的负反馈电阻值为22Ω当输入电压级为-40dB条件下,经测试失真由0.32%减小到了0.032%。同时，在保持gm为恒定的情况下，电流增大两倍,并可提高转换速率(10~20)V/us。 珙县职业高级中学 教案） 电子技术基 础》 授课教师：电子专业部 1.掌握三极管的结构、分类和符号。 2.理解三电流放大作用极管的。 3 ?掌握三极管的基本连接方式。 6?了解片状三极管。 7?了解场效晶体管结构特点和类型。 8. 理解场效晶体管电压放大原理。 1提高学生学习电子技术的兴趣。 2.培养学生积极参与，主动请教的态度。 3?创设各种合作学习的活动，促使学生互相学 习、互相帮助、发展合作精神。 和积极性。 5.尊重每个学生，关注性格内向或学习有困难的 学生，尽可能多地给他们实践的机会。 1.三极管的电流放大作用。 2.三极管的基本连接方式。 1.三电流放大作用极管的。 2.三极管的特性曲线和主要参数。 3.场效晶体管电压放大原理。 第一步：每次上课果，检查出勤、教具、学具、多媒体设施等, 第二步：每次上课时，通过设问、复习、情景创设等方法营造 晶体三极管 4?掌握三极管的特性曲线和主要参数。 知识目标 5?掌握三极管的测试方法。 教学目标 技能目标 1学会三极管的基本连接方式。 2.学会三极管的测试方法。 情感目标 4.鼓励学生在学习中的尝试，保护他们的自尊心 教材重、难点 3.三极管的测试方法。 教学组织与过程 营造企业化管理的学习情景。 已具备知识晶体二极管 1多媒体、三极管、万用表、彩色粉笔。 教学方法与实施过程 环节教师活动学生活动备注 任务准备 1.检查出勤、教具、学具、多媒体 2.总结上节课完成情况，提出改进措施进行工作准 备； 渐入工作角 色。 组织课堂，营造 企业化管理的学 习情景； 任务引入 与任务引出通过设冋、启发，复习上次课内容或视具体 情况结合生产生活实际引入新课，并提出本 节课的目标与希望，为本节课作准备： 1.思考回答问 题 2.学生接受任 务 创设教学情境学习氛围。 第三步：提出学习任务，让学生明确学习目的，明白应知、应 会要求。 第四步：让学生自己根据学习任务，制定学习方法与步骤。 第五步：组织学生交流、讨论、各抒己见、取长补短，确定学 习方法与步骤。 第六步：组织学生进行理论学习与操作。 第七步：学生自评、互评。 第八步：学生互动相互交流，指出不足。 第九步：教师总结。 教学教法任务驱动法 方法学法自学、讨论、交流、总结 教学媒体及辅件 2.音乐门铃套件（实习用）。 第三章双极型三极管基本放大电路 3-1 选择填空 1.晶体管工作在放大区时，具有如下特点______________。 a. 发射结正偏，集电结反偏。 b. 发射结反偏，集电结正偏。 c. 发射结正偏，集电结正偏。 d. 发射结反偏，集电结反偏。 2．晶体管工作在饱和区时，具有如下特点______________。 a. 发射结正偏，集电结反偏。 b. 发射结反偏，集电结正偏。 c. 发射结正偏，集电结正偏。 d. 发射结反偏，集电结反偏。 3．在共射、共集、共基三种基本组态放大电路中，电压放大倍数小于1的是______组态。 a. 共射 b. 共集 c. 共基 d. 不确定 4．对于题3-1图所示放大电路中，当用直流电压表测得U CE ≈V CC 时，有可能是因为______，测得U CE ≈0时，有可能是因为________。 题3-1图 cc R L a.R B 开路 b. R C 开路 c. R B 短路 d. R B 过小 5．对于题3-1图所示放大电路中，当V CC =12V ，R C =2k Ω，集电极电流I C 计算值为1mA 。用直流电压表测时U CE =8V ，这说明______。 a.电路工作正常 b. 三极管工作不正常 c. 电容C i 短路 d. 电容C o 短路 6.对于题3-1图所示放大电路中，若其他电路参数不变，仅当R B 增大时，U CEQ 将______；若仅当R C 减小时，U CEQ 将______；若仅当R L 增大时，U CEQ 将______；若仅更换一个β较小的三极管时，U CEQ 将______； a.增大 b. 减小 c . 不变 d. 不确定 7.对于题3-1图所示放大电路中，输入电压u i 为余弦信号，若输入耦合电容C i 短路，则该电路______。 a.正常放大 b. 出现饱和失真 c. 出现截止失真 d. 不确定 8. 对于NPN 组成的基本共射放大电路，若产生饱和失真，则输出电压_______失真；若产生截止失真，则输出电压_______失真。 a.顶部 b. 低部 9. 当输入电压为余弦信号时，如果PNP 管共射放大电路发生饱和失真，则基极电流i b 的波形将___________，集电极电流i c 的波形将__________，输出电压u o 的波形将________。 a.正半波消波 b. 负半波消波 c . 双向消波 d. 不消波 10. 当输入电压为余弦信号时，如果NPN 管共射放大电路发生饱和失真，则基极电流i b 的 晶体三极管的结构和类型 晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN 结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种， 从三个区引出相应的电极，分别为基极b发射极e和集电极c。 发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里；NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。 三极管的封装形式和管脚识别 常用三极管的封装形式有金属封装和塑料封装两大类，引脚的排列方式具有一定的规律， 底视图位置放置，使三个引脚构成等腰三角形的顶点上，从左向右依次为e b c；对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己，三个引脚朝下放置，则从左到右依次为e b c。 目前，国内各种类型的晶体三极管有许多种，管脚的排列不尽相同，在使用中不确定管脚排列的三极管，必须进行测量确定各管脚正确的位置，或查找晶体管使用手册，明确三极管的特性及相应的技术参数和资料。 晶体三极管的电流放大作用 晶体三极管具有电流放大作用，其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。这是三极管最基本的和最重要的特性。我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数，用符号“β”表示。电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值，但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。第二章 双极型晶体三极管
(完整版)第二章三极管练习题
第二章晶体三极管和场效晶体管
三极管的作用有哪些
第四章 晶体二极管与晶体三极管复习课程
三极管作用
模电第二章三极管练习题
第三章《数字逻辑》(第二版)习题答案
晶体三极管反相器
晶体三极管的应用
晶体三极管的结构特性与参数(精)
晶体三极管的结构作用与开关特性
晶体管的分类及应用
晶体三极管的结构及封装
第二章 晶体三极管和场效晶体管
晶体管放大器结构原理图解
第二章晶体三极管分解
第三章 习题解答
晶体三极管的结构和类型