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
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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)。
一、產(chǎn)品特點:
元 件 名 稱 | 型 號 | 數(shù) 量 | 備 注 |
電 阻 | 0.5Ω | 1 | 1W |
電 阻 | 1Ω | 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 | ||
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