三極管各項性能:分類、原理、特性、工作狀態(tài)等參數(shù)及應用電路

欄目分類:設備資訊   發(fā)布日期:2017-12-11   瀏覽次數(shù):
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三極管各項性能:分類、原理、特性、工作狀態(tài)等參數(shù)及應用電路

 

三極管的應用電路

一、三極管限幅放大器

(1)放大管工作點

通過電路設計,使三極管靜態(tài)工作點設在交流負載線的中央,同時要求限幅放大器的輸入信號幅度比較大;

(2)正半周限幅分析

正半周信號較大時VT1處于飽和狀態(tài),而VT1飽和后其輸出信號幅度相同,這使正半周信號達到限幅目的;

(3)負半周限幅分析

輸入VT1的負半周信號的幅度也很大,不同幅度的負半周信號均使VT1處于截止狀態(tài),VT1截止后其輸出信號幅度不變,這樣可以使負半周信號也達到限幅,通過這一限幅放大器后的信號,其正、負半周信號的幅度受到等幅限幅。

二、差分限幅放大器

(1)VT3集電極電流恒定

二極管VD1給VT3基極提供偏置電流,由于VD1導通后壓降基本不變,這樣VT3基極電流大小不變,所以VT3構成一個恒流源電路;

(2)VT1和VT2集電極電流大小相等

由于VT1和VT2構成差分放大器,所以VT1發(fā)射極電流等于VT2發(fā)射極電流,兩管發(fā)射極電流之和等于VT3集電極電流;

(3)正半周信號期間分析

在輸入信號為正版周期間,VT1導通,當正半周信號幅度較大后,VT1發(fā)射極電流很大(VT2處于截止狀態(tài)),但是最大等于VT3集電極電流,使VT1集電極輸出信號的幅度受到限制;

(4)負半周信號期間分析

在輸入信號為負半周期間,VT2導通,當負半周信號幅度較大后,VT2發(fā)射極電流很大(此時VT1截止),但是最大等于VT3集電極電流,使VT2集電極輸出信號的幅度受到限制,由于VT1和VT2導通和放大正、負半周信號,其最大電流都等于VT3集電極電流,這樣正、負半周信號同時受到等幅的限幅。
 

三極管的工作狀態(tài)

(1)截止工作狀態(tài):當b和e之間沒有正向偏壓時,三極管不工作,c和e之間不導通,這種狀態(tài)就是截止工作狀態(tài),此時Ic接近零,即輸出電流為零,下圖所示的三極管放大電路,去掉給基極提供電壓的支路,得到三極管的截止工作狀態(tài)仿真電路,上面的正弦波是輸入信號,下面的直流信號是輸出信號,從結(jié)果中可以看出,輸出電流不含有任何輸入信號的影子。

(2)飽和工作狀態(tài):當b和e之間有正向偏壓,而c和e之間的電壓很小時,Uce≤Ube,這種狀態(tài)稱為飽和工作狀態(tài),此時Ic為一個恒值,這時仍然無法實現(xiàn)電流放大。

(3)放大工作狀態(tài):當b和e之間有正向偏壓,c和e之間的電壓較大時,這種工作狀態(tài)稱放為大工作狀態(tài),此時電流Ic和電流Ib成線性比例關系,完成電流放大。
 

三極管的特性

1、電流放大特性

只要有一個很小的基極電流,三極管就會有一個很大的集電極電流和發(fā)射極電流,這是由三極管特性所決定的,不同的三極管有不同的電流放大倍數(shù),所以不同三極管對基極電流的放大能力是不同的,基極電流是信號輸入電流,集電極電流和發(fā)射極電流是信號輸出電流,信號輸出電流遠大于信號輸入電流,說明三極管能夠?qū)斎腚娏鬟M行放大,在各種放大器電路中,就是用三極管的這一特性來放大信號的,

三極管在正常工作時,它的基極電流、集電極電流和發(fā)射極電流同時存在,同時消失。

2、基極電流控制集電極電流特性

當三極管在放大狀態(tài)時,三極管集電極電流和發(fā)射極電流由直流電源提供,三極管本身并不能放大電流,只是用基極電流去控制由直流電源為集電極和發(fā)射極提供的電流,這樣等效理解成三極管放大了基極輸入電流。下圖所示電路可以說明三極管基極電流控制集電極電流的過程。電路中的R2為三級管VT1集電極提供電流通路,流過VT1集電極的電流回路是:直流工作電壓+V-集電極電阻R2-VT1集電極-VT1發(fā)射極-地線,構成回路。

 

三極管的分類

1、小功率晶體三極管

小功率晶體三極管的功率一般小于0.3W,它是電阻電路重用的最多的晶體三極管之一,主要用來放大交、直流信號或應用在振蕩器、變換器等電路中。

2、中功率晶體三極管

中功率晶體三極管的功率一般在0.3~1W之間,這種晶體管主要用于驅(qū)動電路和激勵電路之中,或者是為大功率放大器提供驅(qū)動信號,根據(jù)工作電流和耗散功率,應采用適當?shù)纳岱绞健?/p>

3、大功率晶體三極管

大功率晶體三極管的功率一般在1W以上,這種晶體三極管由于耗散功率比較大,工作時往往會引起芯片內(nèi)溫度過高,所以通常需要安裝散熱片,以確保晶體三極管良好的散熱。

4、低頻晶體三極管

低頻晶體三極管的特征頻率一般小于3MHz,這種晶體管多用于低頻放大電路,例如收音機的功放電路等。

5、高頻晶體三極管

高頻晶體三極管的特征頻率大于3MHz,這種晶體三極管多用于高頻放大電路、混頻電路或高頻振蕩電路。

6、貼片三極管

貼片三極管體積小巧,多用于數(shù)碼產(chǎn)品的電子電路中。

7、金屬封裝的晶體三極管

采用金屬封裝的晶體三極管主要有B型,C型,D型,E型,F(xiàn)型,G型,其中小功率晶體三極管(以高頻小功率晶體三極管為主)主要采用B型封裝形式,F(xiàn)型和G型封裝形式主要用于低頻大功率晶體三極管。

8、光敏三極管

光敏三極管是一種具有放大能力的光-電轉(zhuǎn)換器件,因此相比光敏二極管它具有更高的靈敏度。需要注意的是,光敏晶體管既有3個引腳的,也有2個引腳的,使用時要注意辨別,不要誤認為2個引腳的光敏晶體三極管為光敏二極管。


三極管的原理

1、發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子

電源Ub經(jīng)過電阻Rb加在發(fā)射結(jié)上,發(fā)射結(jié)正偏,發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子(自由電子)不斷地越過發(fā)射結(jié)進入基區(qū),形成發(fā)射極電流Ie,同時基區(qū)多數(shù)載流子也向發(fā)射區(qū)擴散,但由于多數(shù)載流子濃度遠低于發(fā)射區(qū)載流子濃度,可以不考慮這個電流,因此可以認為發(fā)射結(jié)主要是電子流;

2、基區(qū)中電子的擴散與復合

電子進入基區(qū)后,先在靠近發(fā)射結(jié)的附近密集,漸漸形成電子濃度差,在濃度差的作用下,促使電子流在基區(qū)中向集電結(jié)擴散,被集電結(jié)電場拉入集電區(qū)形成集電極電流Ic。也有很小一部分電子(因為基區(qū)很薄)與基區(qū)的空穴復合,擴散的電子流與復合電子流之比例決定了三極管的放大能力;

3、集電區(qū)收集電子

由于集電結(jié)外加反向電壓很大,這個反向電壓產(chǎn)生的電場力將阻止集電區(qū)電子向基區(qū)擴散,同時將擴散到集電結(jié)附近的電子拉入集電區(qū)從而形成集電極主電流Icn,另外集電區(qū)的少數(shù)載流子(空穴)也會產(chǎn)生漂移運動,流向基區(qū)形成反向飽和電流,用Icbo來表示,其數(shù)值很小,但對溫度卻異常敏感。
 

三極管的參數(shù)

1、特征頻率fT

當f= fT時,三極管完全失去電流放大功能.如果工作頻率大于fT,電路將不正常工作,fT稱作增益帶寬積,即fT=βfo,若已知當前三極管的工作頻率fo以及高頻電流放大倍數(shù),便可得出特征頻率fT,隨著工作頻率的升高,放大倍數(shù)會下降,fT也可以定義為β=1時的頻率;

2、電壓/電流

用這個參數(shù)可以指定該管的電壓電流使用范圍;

3、hFE

電流放大倍數(shù);

4、VCEO

集電極發(fā)射極反向擊穿電壓,表示臨界飽和時的飽和電壓;

5、PCM

最大允許耗散功率;

6、封裝形式

指定該管的外觀形狀,如果其它參數(shù)都正確,封裝不同將導致組件無法在電路板上實現(xiàn)。

 
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一、產(chǎn)品特點: 
為跟上我國電子工業(yè)及信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的節(jié)拍,培養(yǎng)第一線技術應用型操作人員,趕超世界先進制造工業(yè)。根據(jù)《教育部關于以就業(yè)為導向,深化高等職業(yè)教育改革的若干意見》中提出的“高等職業(yè)院校必須把培養(yǎng)學生動手能力、實踐能力和可持續(xù)發(fā)展能力放在突出地位,促進學生技能的培養(yǎng)”精神。我公司技術人員綜合了“電子電器類”“電子技術應用類”“電子信息類” 《電子技能訓練》教學大綱要求,研制了本實驗設備。其改革傳統(tǒng)實驗室實訓教學模式,以基本操作技能和二十幾類實用新型電路的制作、調(diào)試,使學生通過電子產(chǎn)品的制作調(diào)試,學會閱讀電路原理圖和PCB圖,熟悉常用電子元器件的選擇、測試,掌握焊接和電路組裝工藝技能(設備中配置二十幾套特制實訓電路板和相應元器件),并能處理安裝調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題。
本設備涵蓋開關、音頻、信號發(fā)生、計數(shù)、譯碼、顯示、測量、控制等實訓內(nèi)容。分為幾個層次和若干模塊,不同學制,不同生源的學?筛鶕(jù)自己的實際情況選擇實訓項目。該設備具有科學性、驗證性、實用性、趣味性,是高等、中專、職業(yè)學校及各類培訓機構為學生參加社會工作前必不可少的訓練設備,也可用作考核機構對學生進行考核的理想設備。
二、實訓臺構成與性能:
1、電源及參數(shù):
1.1 輸入電源:交流220V,50Hz電源,輸入時指示燈亮。
1.2 電源輸出:有嵌入式保險盒和漏電開關二級保護功能。
1.2.1 0-220V電源輸出:一組萬能插座:為各種儀器提供工作電源;
1.2.2 可調(diào)交流電源:0-250V連續(xù)可調(diào),內(nèi)裝一臺0.5KVA單相調(diào)壓器,電壓輸出有表指示;
1.2.3 恒流穩(wěn)壓電源:二路0-30V穩(wěn)壓輸出,內(nèi)置式繼電器自動換檔,多圈電位器連續(xù)調(diào)節(jié),使用方便。輸出最大電流1.5A,具有預設式限流保護功能,自動恢復功能,每路輸出由0.5級數(shù)字電流表,電壓表指示,電壓穩(wěn)定度<10-2,負載穩(wěn)定度<10-2,紋波電壓<5mv。
1.2.4 固定直流電源輸出:電壓5V,輸出最大電流500mA。
1.3 智能型直流數(shù)字電流表:精度0.5級,采用ICL公司高性能AD轉(zhuǎn)換器配以高速MPU單元設計而成通過鍵控、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程,20mA、200mA、2000mA三檔,測量范圍:0-2000mA。具有數(shù)據(jù)存儲與查詢、超量程報警、指示功能。
1.4 單次脈沖源:每撥一次鈕子開關可輸出一對正負脈沖。
1.5 函數(shù)信號發(fā)生器:輸出正弦波、三角波、矩形波。
1.5.1 頻率范圍:由5Hz到550KHz,分五個頻段。
1.5.2 頻率指示:由HZ表直接讀出;
1.5.3 電壓輸出范圍:正弦波5HZ-250KHZ>4.5V,250KHZ-550KHZ>3.5HZ,三級衰減:0db,20db,40db,具有連續(xù)細調(diào)。矩形波:5HZ-250KHZ>4.5V,250KHZ-550KHZ>3.5V幅度連續(xù)可調(diào);三角波:5HZ-550KHZ>1V。
1.6 音頻功率放大器:輸入音頻電壓不低于10mV,輸出功率不小于1W,音量可調(diào),內(nèi)有喇叭,用于放大器電路 擴音,也可作信號尋跡儀器使用。
1.7 變壓器:內(nèi)置式220V/12+24V變壓器,功率25W。
1.8 喇叭:8Ω,0.5W內(nèi)置式。
1.9 蜂鳴器:內(nèi)置式;
1.10 燈頭座:250V、4A燈頭座一只,用于實訓中電路的驗證等,固定在實驗臺上,使用方便、安全。
2、實訓操作桌: 由雙面飾面板制成,不變形,不褪色。尺寸:160×70×80cm,鋁合金框架,造型美觀大方,中間設有抽屜,存放工具,左右二只儲存柜,用于儲存元器件。
三、整套設備構成與配備(以二十四座為例)
1、實訓操作桌12張,一桌二座。每張操作桌配有一粒膠皮板,保護桌面(如需在桌上放置重物、焊接等)。
2、示教控制臺:由示教實訓操作桌、實訓臺、演示控制屏組成,能分別控制12臺學生實訓臺的電源。演示屏立在實訓臺上,尺寸為160×70cm,用于講解、演示。
3、實訓臺,共12臺,每張學生實訓操作桌上配置1臺。
4、器材配備:13只MF-47萬用表,13只數(shù)字萬用表,臺鉆1臺,微型手槍鉆1臺,電烙鐵及烙鐵架25套,雙門立柜2個,放置臺鉆桌1張,13套尖嘴鉗,斜口鉗,螺絲刀,扳手,鑷子,敷銅板13片,初步焊接通用線路板及組件13套,13×22套電子技能實訓考核組件(包括特制線路板及相應元器件),25張學生凳。
四、實訓項目:
1.常用儀器儀表的使用;
2.常用電子元器件的識別與檢測;
3.電烙鐵拆裝與電子錫焊技能訓練;
4.印刷線路板的制作;
5.三端集成穩(wěn)壓直流電源的制作;
6.串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源的制作;
7.低頻信號電壓放大器的裝配與測試;
8.具有負反饋信號放大器電路的制作與測試;
9.文式橋振蕩器的焊接與調(diào)試;
10.電池電壓監(jiān)視電路的制作與測試;
11.電子催眠器電路的制作;
12.模擬“知了”電子電路的制作實訓;
13.實用聲控、光控節(jié)電照明燈的制作與實訓;
14.語音報警喇叭的制作與實訓;
15.邏輯測試器的制作與測試;
16.正負脈沖信號的制作與測試;
17.智力競賽搶答器的制作;
18.水位報警器電路的制作;
19.迷你閃光彩燈的制作;
20.光控音樂門鈴;
21.實用模擬自然風控制器的制作;
22.臺燈調(diào)光電路;
23.實用CMOS觸摸鎖鑰電路;
24.自動充電器的制作;
25.半導體收音機的組裝與調(diào)試。
ZRSXK﹣745電子技能實訓與考核實驗臺元件清單(每臺)
元 件 名 稱 型 號 數(shù) 量 備 注
電 阻 0.5Ω 1 1W
電 阻 1 1W
電 阻 36Ω 1 1W
電 阻 220Ω 1 1/2W
電 阻 470Ω 1 1/2W
電 阻 750Ω 1 1/2W
電 阻 1K 1 1/2W
電 阻 1.2K 1 1/2W
電 阻 1.8K 1 1/2W
電 阻 2K 1 1/2W
電 阻 2.7K 1 1/2W
電 阻 3K 1 1/2W
電 阻 5.6K 1 1/2W
電 阻 6.8K 1 1/2W
電 阻 8.2K 1 1/2W
電 阻 24K 1 1/2W
電 阻 47K 1 1/2W
電 阻 39K 1 1/2W
電 阻 100K 1 1/2W
電 阻 150K 1 1/2W
瓷片電容 0.01μF 1 63V
電解電容 220μF 1 63V
二 極 管 2AP9 1  
三 極 管 9013 2  
三 極 管 9012 6  
鑷 子   1  
電烙鐵及烙鐵架   2  
萬 用 表 MF47 1  
數(shù)字萬用表 DT890B+ 1  
斜口鉗   1  
螺 絲 刀 - + 4  
導 線   若干  
實 驗 臺   1  
實 驗 桌   1  
防 腐 皮   1  
凳 子   2  
通用線路板及組件 1套
印刷線路板制作配件:敷銅板、毛筆、鉛筆、復寫紙、油漆 各1
三端集成穩(wěn)壓直流電源的制作組件 1套
串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源的制作組件 1套
低頻信號電壓放大器的裝配與測試組件 1套
具有負反饋信號放大器電路的制作與調(diào)試組件 1套
文氏橋振蕩器的焊接與調(diào)試組件 1套
電池電壓監(jiān)視電路的制作與調(diào)試組件 1套
模擬“知了”電子電路的制作與實訓組件 1套
實用聲控、光控節(jié)電照明燈的制作與實訓組件 1套
語音報警喇叭的制作與實訓組件 1套
邏輯測試器的制作和測試組件 1套
正負脈沖信號發(fā)生器的制作與測試組件 1套
水位報警器電路的制作與測試組件 1套
迷你閃光彩燈的制作與測試組件 1套
光控音樂門鈴的制作與測試組件 1套
實用自然風控制器的制作與測試組件 1套
臺燈調(diào)光電路組件 1套
Cmos觸摸鎖鑰電路組件 1套
自動充電器的制作組件 1套
電子催眠電路的制作組件 1套
半導體收音機的組裝與調(diào)試組件 1套


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本文關鍵詞:三極管

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