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平尚详细阐明晶体三极管引见


  三极管的电放逐大道理 晶体三极管(以下简称三极管)按资料分有两种:储管和硅管。而种又有NPN和PNP两种构造方式,但运用多的是硅NPN和PNP两种三极管,两者除了电源极性差别外,其事情道理都是雷同的,上面仅引见NPN硅管的电放逐大道理。

  图一是NPN管的构造图,它是由2块N型半导体中心夹着一块P型半导体所构成,从图可见发射区与基区之间构成的PN结称为发射结,而集电区与基区构成的PN结称为集电结,三条引线辨别称为发射极e、基极b和集电极。

  当b点电位高于e点电位零点几伏时,发射结处于正偏形态,而C点电位高于b点电位几伏时,集电结处于反偏形态,集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。

  在制造三极管时,无意识地使发射区的半数以上载流子浓度大于基区的,同时基区做得很薄,并且,要严厉节制杂质含量,如许,一旦接通电源后,因为发射结确,发射区的半数以上载流子(电子)极基区的半数以上载流子(控穴)很轻易地截越过发射构造相互向反方各分散,但因前者的浓度基大于后者,以是经过发射结的电流根本上是电子流,这股电子流称为发射极电流Ie。

  因为基区很薄,加上集电结的反偏,注入基区的电子大局部越过集电结进入集电区而构成集电集电流Ic,只剩下很少(1-10%)的电子在基区的空穴停止复合,被复合掉的基区空穴由基极电源Eb从新补留念给,从而构成了基极电流Ibo依据电流一连性道理得:

  Ie=Ib+Ic

  这便是说,在基极增补一个很小的Ib,就能够在集电极上失掉一个较大的Ic,这便是所谓电放逐鸿文用,Ic与Ib是维持的比例干系,即:

  β1=Ic/Ib

  式中:β--称为直放逐大倍数,

  集电极电流的变革量△Ic与基极电流的变革量△Ib之比为:

  β= △Ic/△Ib

  式中β--称为交换电放逐大倍数,因为低频时β1和β的数值相差不大,以是偶然为了便当起见,对两者不作严厉辨别,β值约为几十至一百多。

  三极管是一种电放逐大器件,但在实践运用中每每应用三极管的电放逐鸿文用,经过电阻变化为电压缩小感化。

  二、三极管的特征曲线

  1、输出特征

  图2 (b)是三极管的输出特征曲线,它示意Ib随Ube的变革干系,其特性是:1)当Uce在0-2伏范畴内,外形与Uce 有关,但当Uce高于2伏后,曲线Uce根本有关平日输出特征由两条曲线(Ⅰ和Ⅱ)示意。

  2)当Ube<UbeR时,Ib≈O称(0~UbeR)的区段为“死区”当Ube>UbeR时,Ib随Ube增长而增长,缩小时,三极管事情在较直线的区段。

  3)三极管输出电阻,界说为:

  rbe=(△Ube/△Ib)Q点,其预算公式为:

  rbe=rb+(β+1)(26毫伏/Ie毫伏)

  rb为三极管的基区电阻,对低频小功率管,rb约为300欧。

  2、输入特征

  输入特征示意Ic随Uce的变革干系(以Ib为参数)从图2(C)所示的输入特征可见,它分为三个地区:停止区、缩小区和饱和区。

  停止区 当Ube<0时,则Ib≈0,发射区没有电子注入基区,但因为分子的热活动,集电集仍有小量电流畅过,即Ic=Iceo称为穿透电流,常温时Iceo约为几微安,锗管约为几十微安至几百微安,它与集电极反向电流Icbo的干系是:

  Icbo=(1+β)Icbo

  常温时硅管的Icbo小于1微安,锗管的Icbo约为10微安,关于锗管,温度每降低12℃,Icbo数值增长一倍,而关于硅管温度每降低8℃,Icbo数值增大一倍,固然硅管的Icbo随温度变革更猛烈,但因为锗管的Icbo值自身比硅管大,以是锗管依然受温度影响较紧张的管,缩小区,当晶体三极管发射结处于正偏而集电结于反偏事情时,Ic随Ib类似作线性变革,缩小区是三极管事情在缩小形态的地区。

  饱和区 当发射结和集电结均处于正偏形态时,Ic根本上不随Ib而变革,得到了缩小功用。依据三极管发射结和集电结偏置状况,大概鉴别其事情形态。

  图2、三极管的输出特征与输入特征

  停止区和饱和区是三极管事情在开关形态的地区,三极管和导通时,事情点落在饱和区,三极管停止时,事情点落在停止区。

  三、三极管的重要参数

  1、直流参数

  (1)集电极一基极反向饱和电流Icbo,发射极开路(Ie=0)时,基极和集电极之间加上规则的反向电压Vcb时的集电极反向电流,它只与温度有关,在肯定温度下是个常数,以是称为集电极一基极的反向饱和电流。精良的三极管,Icbo很小,小功率锗管的Icbo约为1~10微安,大功率锗管的Icbo可达数毫安,而硅管的Icbo则小,是毫微安级。

  (2)集电极一发射极反向电流Iceo(穿透电流)基极开路(Ib=0)时,集电极和发射极之间加上规则反向电压Vce时的集电极电流。Iceo约莫是Icbo的β倍即Iceo=(1+β)Icbo o Icbo和Iceo受温度影响大,它们是权衡管子热稳固性的紧张参数,其值越小,功能越稳固,小功率锗管的Iceo比硅管大。

  (3)发射极---基极反向电流Iebo 集电极开路时,在发射极与基极之间加上规则的反向电压时发射极的电流,它实践上是发射结的反向饱和电流。

  (4)直流电放逐大系数β1(或hEF) 这是指共发射接法,没有交换旌旗灯号输出时,集电极输入的直流电流与基极输出的直流电流的比值,即:

  β1=Ic/Ib

  2、交换参数

  (1)交换电放逐大系数β(或hfe) 这是指共发射极接法,集电极输入电流的变革量△Ic与基极输出电流的变革量△Ib之比,即:

  β= △Ic/△Ib

  普通晶体管的β约莫在10-200之间,假如β太小,电放逐鸿文用差,假如β太大,电放逐鸿文用固然大,但功能常常不稳固。

  (2)共基极交换缩小系数α(或hfb) 这是指共基接法时,集电极输入电流的变革是△Ic与发射极电流的变革量△Ie之比,即:

  α=△Ic/△Ie

  由于△Ic<△Ie,故α<1。高频三极管的α>0.90就能够运用

  α与β之间的干系:

  α= β/(1+β)

  β= α/(1-α)≈1/(1-α)

  (3)停止频率fβ、fα 当β降落到低频时0.707倍的频率,便是共发射极的停止频率fβ;当α降落到低频时的0.707倍的频率,便是共基极的停止频率fαo fβ、fα是标明管子频率特征的紧张参数,它们之间的干系为:
fβ≈(1-α)fα

  (4)特性频率fT由于频率f上升时,β就降落,当β降落到1时,对应的fT是面面俱到地反应晶体管的高频缩小功能的紧张参数。

  3、参数

  (1)集电极大容许电流ICM 当集电极电流Ic增长到某一数值,惹起β值降落到额外值的2/3或1/2,这时的Ic值称为ICM。以是当Ic越ICM时,固然不致使管子破坏,但β值降落,影响缩小质量。

  (2)集电极----基极击穿电压BVCBO 当发射极开路时,集电结的反向击穿电压称为BVEBO。

  (3)发射极-----基极反向击穿电压BVEBO 当集电极开路时,发射结的反向击穿电压称为BVEBO。

  (4)集电极-----发射极击穿电压BVCEO 当基极开路时,加在集电极和发射极之间的最大容许电压,运用时假如Vce>BVceo,管子就会被击穿。

  (5)集电极大容许耗散功率PCM 集电流过Ic,温度要降低,管子因受热而惹起参数的变革不超越容许值时的大集电极耗散功率称为PCM。管子实践的耗散功率于集电极直流电压和电流的乘积,即Pc=Uce

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