电工与电子技术基础电子教案――第七章 半导体器件02

第七章半导体器件第二节晶体三极管第二节晶体三极管【教学目标】1．了解晶体三极管的结构；2．理解晶体三极管的放大原理；3．掌握晶体三极管的主要参数、外特性；4．掌握用万用表判断三极管三个极的方法；【教学重点】三极管的伏安特性和放大作用【教学难点】三极管的主要参数一、三极管的结构1.NPN型晶体三极管的结构与符号电路符号VT一、三极管的结构2.PNP型晶体三极管的结构与符号VT一、三极管的结构实物展示：各种常用三极管3.晶体三极管的外形二、三极管的放大作用1．晶体三极管的工作电压要使三极管工作在放大状态，必须给：发射结加正向电压，集电结加反向电压。加在基极和发射极之间的正向电压(习惯称偏压)一般硅管在0.6～0.8V，锗管在0.1～0.3V；加在集电极和发射极之间的反向电压是几伏到十几伏。电压加置方式见下图二、三极管的放大作用(1)NPN晶体三极管的工作电压(2)PNP三极管工作电压加置情况二、三极管的放大作用二、三极管的放大作用2．实验演示晶体三极管的放大作用实验步骤：调节电位器RP(或改变E1)，可改变基极电流IB的大小。每调整一次IB，就可得到一相应变化的集电极电流IC和发射极电流IE之值。将IR、IC、IE记录到下表中(1)三极管电流测量电路二、三极管的放大作用二、三极管的放大作用(2)晶体三极管电流测量数据表次数电流12345IB/mA00.010.020.030.04IC/mAIE/mA观察表中数据思考：三极管各极电流间的关系二、三极管的放大作用2．晶体三极管中的电流关系(1)直流电流分配关系发射极电流等于集电极电流与基极电流之和，即由于IB比IC小得多，可认为发射极电流近似等于集电极电流，即BCEIIICEII二、三极管的放大作用(2)电流放大作用当基极电流有一微小变化时，能引起集电极电流较大的变化，这就是三极管的放大作用。交流电流放大系数：用字母β表示，直流电流放大系数对于性能良好的三极管，β≈，常用β取代BCIIBCII三、三极管的伏安特性三极管的伏安特性：三极管各电极间的电压和电流之间的关系。三极管的伏安特性有：输入特性输出特性两种。输入特性：IB和UBE之间的关系输出特性：IC和UCE之间的关系1．三极管的伏安特性概念三、三极管的伏安特性2．三极管的伏安特性测试电路三、三极管的伏安特性3．输入特性曲线当UBE小于死区电压时，IB=0，三极管截止；UBE大于死区电压（硅管约0.5V，锗管约0.2V)后，三极管才导通。导通后，IB在较大的范围内变化时，相应的UBE却近似一个常数，此时的UBE值称为发射结正向压降，硅管约0.7V锗管约0.3V。三、三极管的伏安特性2．输出特性曲线IC与UCE的关系称为三极管的输出特性，其曲线如图所示。三、三极管的伏安特性(1)截止区在IB=0这条曲线以下的区域称截止区。当UBE低于死区电压，IB=0时，IC=ICEO≠0近似为0。ICEO叫穿透电流，三极管处于截止状态，无放大作用。因为IC=ICEO≈0，所以集电极和发射极之间呈现很大的电阻，相当于c、e间断开，这时UCE≈E2三极管处于截止状态的条件是：发射结反偏集电结反偏。2．输出特性曲线(2)饱和区输出特性曲线起始部分左边的区域称为饱和区当UCElV左右时，不同IB对应的曲线上升部分很陡直且几乎重合，表明IC随UCE的增加迅速增加，当达到某一定值时不再增加，即达到饱和，这说明UCE较低时IC不受IB的控制。饱和时的管压降叫做饱和压降，用UCES表示。三极管饱和时，UCES很小，相当于集电结和发射结之间短路。三极管处于饱和状态的条件是：集电结和发射结都处于正向偏置状态三、三极管的伏安特性2．输出特性曲线三、三极管的伏安特性2．输出特性曲线(3)放大区在输出特性曲线的平坦区域，三极管有放大作用，叫做放大区。当UCE＞1V左右后，特性曲线是一组几乎水平的平行直线，这表明：一是IC不受UCE的影响；二是IC主要受IB控制。IB增加，特性曲线就向上移动，IC的变化量比IB的变化量大很多，即。这就是三极管的放大作用。三极管工作在放大状态的条件是：发射结正偏，集电结反偏。BCII四、三极管的主要参数1．电流放大系数电流放大系数：有共发射极直流放大系数和共发射极交流放大系数。对于性能良好的三极管，。最常用的β在60～100之间。2．穿透电流ICEO基极开路(IB=0)时，集电极和发射极之间的反向电流叫穿透电流，用ICEO表示。ICEO随温度的升高而增大。ICEO越小，管子性能越稳定。硅管穿透电流比锗管小，因此硅管比锗管稳定性好。四、三极管的主要参数3．集电极最大允许电流ICM指三极管正常工作时，集电极所允许的最大电流。4．反向击穿电压U(BR)CEO指基极开路时，加在集电极和发射极之间的最大允许电压。如果UCEU(BR)CEO，会使三极管烧坏。5．集电极最大耗散功率PCM指三极管正常工作时，集电极所允许的最大平均功率。PCM小于1W的称为小功率管，大于1W的称大功率管。【例题】如图7-13所示，当IB由40µA增加到80µA时，△IC=2mA，则电流放大倍数β是多大？解：△IB=80-40=40µA,则50104010263BCII第二节晶体三极管第二节晶体三极管【课堂练习】教材中“思考与练习”第1、3、6题第二节晶体三极管【课堂小结】1．晶体三极管的结构：发射结和集电结放大作用：2．晶体三极管的主要参数3.外特性：输入特性和输出特性三个工作区：放大区—发射结正偏，集电结反偏饱和区—发射结集电结均正偏截止区—发射结集电结均反偏4.测试方法BCII第二节晶体三极管【课后作业】教材中“思考与练习”第4、5、7题。