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恒流三极管与恒流二极管的原理及其应用

恒流三极管与恒流二极管的原理及其应用
恒流三极管与恒流二极管的原理及其应用

恒流二极管和恒流三极管是近年来问世的半导体恒流器件,而恒流三极管又是在恒流二极管的基础上发展而成的。它们都能在很宽的电压范围内输出恒定的电流,并具有很高的动态阻抗。由于它们的恒流性能好、价格较低、使用简便,因此目前已被广泛用于恒流源、稳压源、放大器以及电子仪器的保护电路中。

一、恒流二极管的性能特点

恒流二极管(CRD)属于两端结型场效应恒流器件。其电路符号和伏安特性如图一所示。恒流二极管在正向工作时存在一个恒流区,在此区域内I 不随VH I而变化;其反向工作特性则与普通二极管的正向特性有相似之处。恒流二极管的外形与3DG6型晶体管相似,但它只有两个引线,靠近管壳突起的引线为正极。

恒流二极管的主要参数有:恒定电流(I H),起始电压(V S),正向击穿电压(V(BO)),动态阻抗(ZH),电流温度系数(α T)。其恒定电流一般为0.2~6mA。起始电压表示管子进入恒流区所需要的最小电压。恒流二极管的正向击穿电压通常为30~100V。动态阻抗的定义是工作电压变化量与恒定电流值变化量之比,对恒流管的要求是ZH 愈大愈好,当I H 较小时ZH 可达数兆欧,I H较大时Z H降至数百千欧。电流温度系数由下式确定:αT=[(△IH /IH )/△T]*100%

式中的△I H、△T分别代表恒定电流的变化量与温度变化量。需要指出,恒流二极管的αT可以为正值,也可以是负值,视IH 值而定。一般讲,当IH <0.6mA 时,αT >0;当I H>0.6mA时,αT<0。因此,I H<0.6mA的恒流管具有正的电流温度系数,I H>0.6mA 的管子则具有负的电流温度系数。假如某些管子的I H值略低于0.6mA,那么其αT值伴随I 的变化既可为正,又可为负,通常就用绝对值表示。αT的单位是%/℃。

恒流二极管在零偏置下的结电容近似为10pF,进人恒流区后降至3~5pF,其频率响应大致为0~500kHz。当工作频率过高时,由于结电容的容抗迅速减小,动态阻抗就降低,导致恒流特性变差。

常用的国产恒流二极管有2DH系列,它分为2DH0、2DH00、2DH100、2DH000四个子系列。

二、恒流三极管的性能特点

恒流三极管是继恒流二极管之后开发出的三端半导体恒流器件。前已述及,恒流二极管只能提供固定值的恒定电流,外界无法改变;而恒流三极管增加了一个控制端,能在一定范围内对恒定电流进行连续调节,调节范围为0.08~7.00mA,视具体管子型号而定,这就给用户带来了方便。

恒流三极管的电路符号、典型接法和如图二所示。与普通晶闸管(SCR)相似,它也有三个电极:阳极(A ),阴极(K ),控制极(G)。在电路中A 极接正电压,K 极接可调电阻RK ,G 极接RK 的另一端。由图二(b)可见,当RK =0 时,G-K 极间短路,恒流三极管就变成了恒流二极管,此时输出电流为最大,有关系式:IO =IMAX 接入RK 之后,IH 就减小,并且RK 越大,IH 越小。因此,调节RK 就能获得连续变化的恒定电流。

国产3DH 系列恒流三极管包含3DH1~3DH15(金属壳封装)15 种型号。

三、检测恒流二极管的方法

检测恒流二极管的电路如图三所示。E是可调直流电源,向恒流二极管提供工作电压VI 。用直流毫安表测量恒定电流IH ,同时用一块直流电压表监测工作电压VI。当VI 从VS 一直上升到VBO 时,IH 应保持恒定。电路中的RL 为负载电阻。

实际测量一只2DH04C型恒流二极管,其标称恒定电流IH =0.4mA,正向击穿电压VBO=70V。采用如图三所示电路,由HT-1714C型直流稳压电源代替E,提供0~30V 的工作电压。将两块500型万用表分别拨到直流1mA挡和2.5V(或10V、50V 挡),测量IH 与VI 值。RL 选用10k 欧电位器。首先把RL 调至零欧,然后改变 E 值,可测得其特性参数。

从实测数据可以得到,当V ≥1.5V时管子进人恒流区,I =0.34~0.36mA,因此该管子

的起始电压V =1.5V。当V=1.5~15V时,I 恒定不变;当V=1.5~30V时,I 最多只增加0.02mA,变化率小于5.9%。

然后将R 从零欧调至10k欧,重复上述试验。在V=1.5~30V的范围内,I =0.34±0.03mA,变化率△I /I <8.9%。由此证明被测恒流二极管的恒流特性良好,在满足R << Z 之条件下,I随负载而变化。

测量时需注意以下事项:

(1 )测量恒流二极管时极性不得接反,否则起不到恒流作用,并且还容易烧毁管子。

(2 )由恒流二极管组成电路时,必须使RL << ZH ,否则恒流特性无法保证。

(3 )恒流二极管的正向击穿电压V (BO)一般为30~100V。利用兆欧表与直流电压表能够测量V (BO)值。具体方法是将恒流二极管的正、负极分别接兆欧表的E、L 接线柱。然后按额定转速摇动兆欧表的手柄,使恒流二极管处于正向软击穿状态,借助于直流电压表即可读出V(BO)

值。兆欧表的输出电压虽然可达几百至几千伏,但其内阻很高,因此输出电流很小,不会损坏管子。一旦被测管子正向击穿,兆欧表的输出电压就被钳位于击穿电压上。用此法实测上例中的ZDH04C,V(BO)=72V,比规定值(70V)略高一点。测量时管子极性亦不得接反。

四、恒流管的应用技巧

1、扩展电流或电压的方法

(1)利用并联法扩流、串联法升压

使用一只恒流二极管只能提供几毫安的恒定电流,若将几只恒流管并联使用,则可以扩大输出电流。例如2DH5C型恒流管的IH =5mA,两只管子并联后为10mA,电流扩展了一倍。需要指出,将几只恒流二极管并联使用时,恒流源的起始电压等于这些管子中的最大值,而正向击穿电压则等于这些管子中的最小值。此外,在扩展电流的同时,恒流源的动态阻抗将变小。

利用串联法可以提升电压。例如,将几只性能相同的恒流二极管串联使用,可将耐压值提高到100V以上。假如每只管子的恒流值不等,那末恒流值较小的管子将首先进人恒流状态。必要时可给I H值较小的管子并联一只分流电阻,使各管子同时进人恒流状态。

(2)利用晶体管、场效应管进行扩流及升压

扩流及升压电路分别如图四( a )、( b )所示。

图四是由晶体管JE9013和恒流二极管构成的扩流电路。设恒流管的恒定电流为I H ;

JE9013的共发射极电流放大系数为hFE ,扩展后的恒流值由下式确定:

I H ‘=(hFE +1)I H≈hFE IH

由结型场效应管3DJ6与恒流二极管组成的升压电路如图四(b)所示。R1、R2 均为偏置电阻,阻值应取几十兆欧。令恒流二极管的正向击穿电压为V(BO),结型场效应管的漏--源极击穿电压为V1 ,则恒流源的耐压值V2=V(BO)+V 1

2.同时进行扩流和升压

某些情况下要求对恒流二极管同时进行扩流与升压,这时可采用如图五所示的电路。现由NPN型高反压管VT (3DG407 )、恒流二极管

2DH560、辅助电源EB 构成扩流电路。2DH560的IH =5.60mA,起始电压VS =4.0V,设VT的发射结压降VBE=0.65V,EB 应大于VS 与V BE之和(4.65V)。VD1 和VD2 为温度补偿二极管。输出级采用VMOS管,其栅极电压由稳压管VDz1、VDz2和电位器RP所决定。VMOS管属于高效场效应功率管,其性能远优于双极型功率管。它具有输人阻抗高、驱动电流小、耐压高(最高可承受1200V 的高压)、工作电流大(1.5~100A)、输出功率高(1~250W)等优点。该恒流源电路能同时达到扩展恒定电流与提高工作电压之双重目的。在业余条件下,亦可用3只3DD15型大功率晶体管并联后代替VMOS管,但是要求这些管子的hFE 值必须一致,并且要给每只管子加装合适的散热器。

五、恒流管在测量仪表中的应用

恒流三极管在电子秤中的应用

恒流三极管在电子秤中的应用电路如图六所示。力敏传感器由4只接作桥路的电阻应变片Ra-Rd 构成。供桥电压采用了恒流、稳压供电。输人电压为24V 直流电压。调整电位器RP,可使恒流三极管3DH02B输出IH =40mA的恒定电流。其中,流过12V稳压管的电流Iz =10mA,而流过传感器的电流IL =30mA。在称重时,应变片发生应变,传感器就产生相应的输出电压Vo,送至二次仪表,最终显示出被测物体的重量。由于供桥电压E是用恒流与稳压方式获得的,其稳定度达0.05%,因此可保证称重的准确性。

二级三极管

二极管和三极管: 几乎在所有的电子电路中,都要用到半导体二极管,它在许多的电路中起着重要的作用,它是诞生最早的半导体器件之一,其应用也非常广泛。 二极管的工作原理 晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结,在其界面处两侧形成空间电荷层,并建有自建电场。当不存在外加电压时,由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。 当外界有正向电压偏置时,外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。 当外界有反向电压偏置时,外界电场和自建电场进一步加强,形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。 当外加的反向电压高到一定程度时,p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程,产生大量电子空穴对,产生了数值很大的反向击穿电流,称为二极管的击穿现象。 二极管的类型 二极管种类有很多,按照所用的半导体材料,可分为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管)。根据其不同用途,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。按照管芯结构,又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面,通以脉冲电流,使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起,形成一个“PN 结”。由于是点接触,只允许通过较小的电流(不超过几十毫安),适用于高频小电流电路,如收音机的检波等。 面接触型二极管的“PN结”面积较大,允许通过较大的电流(几安到几十安),主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。 平面型二极管是一种特制的硅二极管,它不仅能通过较大的电流,而且性能稳定可靠,多用于开关、脉冲及高频电路中。 二极管的导电特性

三极管工作原理介绍

三极管工作原理介绍,NPN和PNP型三极 管的原理图与各个引脚介绍 三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,是一种电流控制电流的半导体器件·其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号,也用作无触点开关。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结把整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。 PNP与NPN两种三极管各引脚的表示: 三极管引脚介绍

NPN三极管原理图: PNP三极管原理图:

常见的三极管为9012、s8550、9013、s8050.单片机应用电路中三极管主要的作用就是开关作用。 其中9012与8550为pnp型三极管,可以通用。 其中9013与8050为npn型三极管,可以通用。 区别引脚:三极管向着自己,引脚从左到右分别为ebc,原理图中有箭头的一端为e,与电阻相连的为b,另一个为c。箭头向里指为PNP(9012或8550),箭头向外指为NPN(9013或8050)。 如何辨别三极管类型,并辨别出e(发射极)、b(基极)、c (集电极)三个电极 ①用指针式万用表判断基极b 和三极管的类型:将万用表欧姆挡置“R &TI mes; 100”或“R&TI mes;lk”处,先假设三极管的某极为“基极”,并把黑表笔接在假设的基极上,将红表笔先后接在其余两个极上,如果两次测得的电阻值都很小(或约为几百欧至几千欧),则假设的基极是正确的,且被测三极管为NPN 型管;同上,如果两次测得的电阻值都很大(约为几千欧至几十千欧),则假设的基极是正确的,且被

三极管开关电路工作原理解析

三极管开关电路工作原理解析 图一所示是NPN三极管的共射极电路,图二所示是它的特性曲线图,图中它有3 种工作区域:截止区(C utoff Region)、线性区(Active Region) 、饱和区(Saturation Region)。三极管是以B 极电流IB 作为输入,操控整个三极管的工作状态。若三极管是在截止区,IB 趋近于0 (VBE 亦趋近于0),C 极与E 极间约呈断路状态,IC = 0,VCE = VCC。若三极管是在线性区,B-E 接面为顺向偏压,B-C 接面为逆向偏压,I B 的值适中(VBE = 0.7 V),I C =h F E I B 呈比例放大,Vce = Vcc -Rc I c = V cc - Rc hFE I B可被IB 操控。若三极管在饱和区,IB 很大,VBE = 0.8 V,VCE = 0.2 V,VBC = 0.6 V,B-C 与B -E 两接面均为正向偏压,C-E间等同于一个带有0.2 V 电位落差的通路,可得I c=( Vcc - 0.2 )/ Rc ,I c 与IB 无关了,因此时的IB大过线性放大区的IB 值,Ic

图3、截止态如同断路线图图4、饱和态如同通路 实验:三极管的开关作用 简单三极管开关:电路如图5,电阻RC是LED限流用电阻,以防止电压过高烧坏LED(发光二极管),将输入信号VIN 从0 调到最大(等分为约20 个间隔),观察并记录对的VOUT 以及LED 的亮度。当三极管开关为断路时,VOUT =VCC =12 V,LED 不亮。当三极管开关通路时,VOUT = 0.2V ,LED 会亮。改良三极管开关:因为三极管由截止区过度到饱和区需经过线性区,开关的效果不会有明确的界线。为使三极管开关的效果明确,可串接两三极管,电路如图六。同样将输入信号VIN 从0 调到最大(等分为约20 个间隔),观察并记录对应的VOUT 以及LED 的亮度。

二极管及三极管电路符号大全

二极管及三极管符号大全【图】二极管符号参数二极管符号意义

CT---势垒电容 Cj---结(极间)电容,表示在二极管两端加规定偏压下,锗检波二极管的总电容 Cjv---偏压结电容 Co---零偏压电容 Cjo---零偏压结电容 Cjo/Cjn---结电容变化 Cs---管壳电容或封装电容 Ct---总电容 CTV---电压温度系数。在测试电流下,稳定电压的相对变化与环境温度的绝对变化之比 CTC---电容温度系数 Cvn---标称电容 IF---正向直流电流(正向测试电流)。锗检波二极管在规定的正向电压VF下,通过极间的电流;硅整流管。硅堆在规定的使用条件下,在正弦半波中允许连续通过的最大工作电流(平均值),硅开关二极管在额定功率下允许通过的最大正向直流电流;测稳压二极管正向电参数时给定的电流 IF(AV)---正向平均电流 IFM(IM)---正向峰值电流(正向最大电流)。在额定功率下,允许通过二极管的最大正向脉冲电流。发光二

极管极限电流。 IH---恒定电流。维持电流。 Ii---发光二极管起辉电流 IFRM---正向重复峰值电流 IFSM---正向不重复峰值电流(浪涌电流) Io---整流电流。在特定线路中规定频率和规定电压条件下所通过的工作电流 IF(ov)---正向过载电流 IL---光电流或稳流二极管极限电流 ID---暗电流 IB2---单结晶体管中的基极调制电流 IEM---发射极峰值电流 IEB10---双基极单结晶体管中发射极与第一基极间反向电流 IEB20---双基极单结晶体管中发射极向电流 ICM---最大输出平均电流 IFMP---正向脉冲电流 IP---峰点电流 IV---谷点电流 IGT---晶闸管控制极触发电流 IGD---晶闸管控制极不触发电流 IGFM---控制极正向峰值电流

三极管的工作原理

三极管的工作原理集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#

项目一三极管的工作原理 三极管,全称应为半导体三极管,也称晶体管、晶体三极管,是一种电流控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号,也用作无触点开关。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结把整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。三极管是电流放大器件,有三个极,分别叫做集电极C,基极B,发射极E。分成NPN 和PNP两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。下图是各种常用三极管的实物图和符号。 一、三极管的电流放大作用 下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示,我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流 Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百)。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib的变化被放大后,导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。 二、三极管的偏置电路 三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取)。当基极与发射极之间的电压小于时,基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比要小,如果不加偏置的话,这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于时,基极电流都是0)。如果我们事先在三极管的基 极上加上一个 合适的电流 (叫做偏置电 流,上图中那 个电阻Rb就 是用来提供这 个电流的,所 以它被叫做基 极偏置电 阻),那么当 一个小信号跟 这个偏置电流 叠加在一起 时,小信号就

三极管原理及应用

三极管原理及应用 半导体从字面上理解为介于导体和绝缘体之间的物质,但是它可以通过人为控制在导体 和绝缘体之间变化,如今的大部分电子产品都有半导体的身影。 本征半导体通过掺杂衍生出了P型(空穴多)和N型(自由电子多)半导体,P型半导体 中有多余空穴(共价键上空岀的位置),N型半导体中有多余自由电子(共价键填满后多岀的自由 电子)。P型和N型半导体本身并没有电,但当他们相接触时,由于两边的空穴和自由电子有浓度差会产生扩散运动,导致N型半导体中多余的自由电子会扩散到P型半导体的空穴中,使得P区因得到电子而带负电,N区因失去电子而带正电,这样就在PN结产生由N区 指向P区的内建电场。随着扩散的进行,内建电场越来越强,而自由电子由于受到内建电场的作用力会产生向N区的漂移运动,最终电子的扩散运动和漂移运动势均力敌达到平衡,通常该内建电场电压约为0.7V。平衡后的PN结如图一所示。 ①①① 1 T 1 f亠 、 內电场育向 半导体的一个应用就是三极管,它属于电流控制器件,通过控制基极电流达到控制集电 极电流的目的。以NPN型三极管为例,它是由两个PN结对向放置构成,如图二所示。 发射极 图二 集电极 N1 + V N: E 基极

当三个电极都未加电压时,内部两个PN结都处于平衡状态,PN结就相当于一道关闭 的门,使得没有电流能够通过;而当在BE间加正向电压时,此时外加的电压会抵消一部分 内建电场,使得自由电子向P区的扩散运动得以加强,向N区的漂移运动减弱,这时只有 一小部分电流可以流过;当外加电场大于内建电场时,电子不再向N区漂移反而是向P区 漂移,这时PN结处于完全打开状态,类似于短路,就可以流过更多的电流,这就是三极管 BC之间也有一个PN结,当在BC间也加一个正向电压时,即BE BC之间的PN结都处 于正向偏置,但由于两个PN结是对向布置的,内建电场的方向也是相反的,因此自由电子由发射极穿过BE的PN结到达基区后就穿不过BC的PN结了,导致无法有电流流过CE此时的工作区域即为饱和区。如果在BC之间加反向电压,那么流经到基区的自由电子紧接着 就会在电场的作用下流到集电区(基区掺杂浓度低且很薄,所以没有太多的电子与空穴复合形成基级 电流,大部分都被收集到集电区),这个时候就会有电流流过CE之间,基级电流控制着BE间PN 结的开启程度,进而控制着流经CE间的电流,由此得来小电流控制大电流的能力,此区域 即为放大区。如果基级电流为零,即BE间的PN结都没有打开,自然就没有电流流过,此 区域即为截止区。三极管的输出特性如图四所示。

二极管和三极管原理

实用文案 二极管图 三极管工作原理 三极管是电流放大器件,有三个极,分别叫做集电极C,基极B,发射极E。分成NPN和PNP两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基 本原理。 穂压二郴皆 表亍拆号.込6口 ZD,D 齐于特是-□ . “ 光硕二概苛葩光电接収二巒炭:?t_很首 駅亍咼号:U.VT 車示帝号 :Q,vr ■J'L hL H九世总 NPMSl三极普 表示持号:Q.VT 亵示符冒o 福压二Hi育 靑示時耳一口 艇谭二松苛隨谨二機営 净恃至二娜苗 潮看得■ : LED 翼台SflJ世 光嗽三慨営电接收三世 斫將号:LED

一、电流放大 下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示,我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流 lb ;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流lc。这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变化量的B倍,即电流变化被放大了B倍,所以我们把B叫做三极管的放大倍数(B一般远大于1,例如几十,几百)。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间,这就会引起基极电流lb 的变化,lb 的变化被放大后,导致了lc 很大的变化。如果集电极电流lc 是流过一个电阻R 的,那么根据电压计算公式U=R*l 可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。 二、偏置电路三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取0.7V )。当基极与发射极之间的电压小于0.7V 时,基极电流就可以认为是0 。但实际中要放大的信号往往远比0.7V 要小,如果不加偏置的话,这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因

三极管工作原理分析,精辟、透彻,看后你就懂

三极管工作原理分析,精辟、透彻,看后你就懂三极管工作原理分析,精辟、透彻,看后你就懂 随着科学技的发展,电子技术的应用几乎渗透到了人们生产生活的方方面面。晶体三极管作为电子技术中一个最为基本的常用器件,其原理对于学习电子技术的人自然应该是一个重点。三极管原理的关键是要说明以下三点: 1、集电结为何会发生反偏导通并产生Ic,这看起来与二极管原理强调的PN结单向导电性相矛盾。 2、放大状态下集电极电流Ic为什么会只受控于电流Ib而与电压无关;即:Ic 与Ib之间为什么存在着一个固定的放大倍数关系。虽然基区较薄,但只要Ib为零,则Ic即为零。 3、饱和状态下,Vc电位很弱的情况下,仍然会有反向大电流Ic的产生。 很多教科书对于这部分内容,在讲解方法上处理得并不适当。特别是针对初、中级学者的普及性教科书,大多采用了回避的方法,只给出结论却不讲原因。即使专业性很强的教科书,采用的讲解方法大多也存在有很值得商榷的问题。这些问题集中表现在讲解方法的切入角度不恰当,使讲解内容前后矛盾,甚至造成讲还不如不讲的效果,使初学者看后容易产生一头雾水的感觉。笔者根据多年的总结思考与教学实践,对于这部分内容摸索出了一个适合于自己教学的新讲解方法,并通过具体的教学实践收到了一定效果。虽然新的讲解方法肯定会有所欠缺,但本人还是怀着与同行共同探讨的愿望不揣冒昧把它写出来,以期能通过同行朋友的批评指正来加以完善。 一、传统讲法及问题:

传统讲法一般分三步,以NPN型为例(以下所有讨论皆以NPN型硅管为例),如示意图A。1.发射区向基区注入电子;2.电子在基区的扩散与复合;3.集电区收集由基区扩散过来的电子。”(注1) 问题1:这种讲解方法在第3步中,讲解集电极电流Ic的形成原因时,不是着重地从载流子的性质方面说明集电结的反偏导通,从而产生了Ic,而是不恰当地侧重强调了Vc的高电位作用,同时又强调基区的薄。这种强调很容易使人产生误解。以为只要Vc足够大基区足够薄,集电结就可以反向导通,PN结的单向导电性就会失效。其实这正好与三极管的电流放大原理相矛盾。三极管的电流放大原理恰恰要求在放大状态下Ic与Vc在数量上必须无关,Ic只能受控于Ib。 问题2 :不能很好地说明三极管的饱和状态。当三极管工作在饱 和区时,Vc的值很小甚至还会低于Vb,此时仍然出现了很大的反向饱和电流Ic,也就是说在Vc很小时,集电结仍然会出现反向导通的现象。这很明显地与强调Vc的高电位作用相矛盾。问题3:传统讲法第2步过于强调基区的薄,还容易给人造成这样的误解,以为是基区的足够薄在支承三极管集电结的反向导通,只要基区足够薄,集电结就可能会失去PN结的单向导电特性。这显然与人们利用三极管内部两个PN结的单向导电性,来判断管脚名称的经验相矛盾。既使基区很薄,人们判断管脚名称时,也并没有发现因为基区的薄而导致PN结单向导电性失效的情况。基区很薄,但两个PN结的单向导电特性仍然完好无损,这才使得人们有了判断三极管管脚名称的办法和根据。 :在第2步讲解为什么Ic会受Ib控制,并且Ic与Ib之间为什么会存在问题4 着一个固定的比例关系时,不能形象加以说明。只是从工艺上强调基区的薄与掺杂度低,不能从根本上说明电流放大倍数为什么会保持不变。

三极管工作原理分析精辟透彻看后你就懂

三极管工作原理分析,精辟、透彻,看后你就懂 随着科学技的发展,电子技术的应用几乎渗透到了人们生产生活的方方面面。晶体三极管作为电子技术中一个最为基本的常用器件,其原理对于学习电子技术的人自然应该是一个重点。三极管原理的关键是要说明以下三点: 1、集电结为何会发生反偏导通并产生Ic,这看起来与二极管原理强调的PN结单向导电性相矛盾。 2、放大状态下集电极电流Ic为什么会只受控于电流Ib而与电压无关;即:Ic与Ib之间为什么存在着一个固定的放大倍数关系。虽然基区较薄,但只要Ib为零,则Ic即为零。 3、饱和状态下,Vc电位很弱的情况下,仍然会有反向大电流Ic 的产生。 很多教科书对于这部分内容,在讲解方法上处理得并不适当。特别是针对初、中级学者的普及性教科书,大多采用了回避的方法,只给出结论却不讲原因。即使专业性很强的教科书,采用的讲解方法大多也存在有很值得商榷的问题。这些问题集中表现在讲解方法的切入角度不恰当,使讲解内容前后矛盾,甚至造成讲还不如不讲的效果,使初学者看后容易产生一头雾水的感觉。笔者根据多年的总结思考与教学实践,对于这部分内容摸索出了一个适合于自己教学的新讲解方法,并通过具体的教学实践收到了一定效果。虽然新的讲解方法肯定会有所欠缺,但本人还

是怀着与同行共同探讨的愿望不揣冒昧把它写出来,以期能通过同行朋友的批评指正来加以完善。 一、传统讲法及问题: 传统讲法一般分三步,以NPN型为例(以下所有讨论皆以NPN型硅管为例),如示意图A。1.发射区向基区注入电子;2.电子在基区的扩散与复合;3.集电区收集由基区扩散过来的电子。”(注1) 问题1:这种讲解方法在第3步中,讲解集电极电流Ic的形成原因时,不是着重地从载流子的性质方面说明集电结的反偏导通,从而产生了Ic,而是不恰当地侧重强调了Vc的高电位作用,同时又强调基区的薄。这种强调很容易使人产生误解。以为只要Vc足够大基区足够薄,集电结就可以反向导通,PN结的单向导电性就会失效。其实这正好与三极管的电流放大原理相矛盾。三极管的电流放大原理恰恰要求在放大状态下Ic与Vc在数量上必须无关,Ic只能受控于Ib。

详解经典三极管基本放大电路

详解经典三极管基本放大电路 三极管是电流放大器件,有三个极,分别叫做集电极C,基极B,发射极E。分成NPN和PNP 两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。 图1:三极管基本放大电路 下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示,我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百)。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib的变化被放大后,导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式U=R*I 可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。 三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取0.7V)。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时,基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小,如果不加偏置的话,这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时,基极电流都是0)。如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流,上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的,所以它被叫做基极偏置电阻),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时,小信号就会导致基极电流的变化,而基极电流的变化,就会被放大并在集电极上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求,如果没有加偏置,那么只有对那些增加的信号放大,而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0,不能再减小了)。而加上偏置,事先让集电极有一定的电流,当输入的基极电流变小时,集电极电流就可以减小;当输入的基极电流增大时,集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。 下面说说三极管的饱和情况。像上面那样的图,因为受到电阻Rc的限制(Rc是固定值,那么最大电流为U/Rc,其中U为电源电压),集电极电流是不能无限增加下去的。当基极电流的增大,不能使集电极电流继续增大时,三极管就进入了饱和状态。一般判断三极管是否饱和的准则是:Ib*β〉Ic。进入饱和状态之后,三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小,可以理解为一个开关闭合了。这样我们就可以拿三极管来当作开关使用:当基极电流为0时,三极管集电极电流为0(这叫做三极管截止),相当于开关断开;当基极电流很大,以至于三极管饱和时,相当于开关闭合。如果三极管主要工作在截止和饱和状态,那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。 如果我们在上面这个图中,将电阻Rc换成一个灯泡,那么当基极电流为0时,集电极电流为0,灯泡灭。如果基极电流比较大时(大于流过灯泡的电流除以三极管的放大倍数β),三极管就饱和,相当于开关闭合,灯泡就亮了。由于控制电流只需要比灯泡电流的β分之一大一点就行了,所以就可以用一个小电流来控制一个大电流的通断。如果基极电流从0慢慢增加,那么灯泡的亮度也会随着增加(在三极管未饱和之前)。

通俗易懂的三极管工作原理

通俗易懂的三极管工作原理 1、晶体三极管简介。晶体三极管是p 型和n 型半导体的有机结合,两个pn 结之间的相 互影响,使pn 结的功能发生了质的飞跃,具有电流放大作用。晶体三极管按结构粗分有npn 型和pnp 型两种类型。如图2-17所示。(用Q 、VT 、PQ 表示) 三极管之所以具有电流放大作用,首先,制造工艺上的两个特点:(1)基区的宽度做的非常薄;(2)发射区掺杂浓度高,即发射区与集电区相比具有杂质浓度高出数百倍。 2、晶体三极管的工作原理。 其次,三极管工作必 要条件是(a)在B 极和 E 极之间施加正向电 压(此电压的大小不能 超过1V);(b )在C 极 和E 极之间施加反向 电压(此电压应比eb 间电压较高);(c )若 要取得输出必须施加 负载。 图2-17 三极管的构造示意图 最后,当三极管满足必要的工作条件后,其工作原理如下: (1) 基极有电流流动时。由于B 极和E 极之间有正向电压,所以电子从发射极向基极移动,又因为C 极和E 极间施加了反向电压,因此,从发射极向基极移动的电子,在高电压的作用下,通过基极进入集电极。于是,在基极所加的正电压的作用下,发射极的大量电子被输送到集电极,产生很大的集电极电流。 (2)基极无电流流动时。在B 极和E 极之间不能施加电压的状态时,由于C 极和E 极 间施加了反向电压,所以集电极的 电子受电源正电压吸引而在C 极和E 极之间产生空间电荷区,阻碍了从发射极向集电极的电子流动,因而就没有集电极电流产生。 综上所述,在晶体三极管中 很小的基极电流可以导致很大的 集电极电流,这就是三极管的电 流放大作用。此外,三极管还能通过基极电流来控制集电极电流的导通和截止,这就是三极管的开关作 图2-18 晶体三极管特性曲线 用(开关特性)。参见晶体三极管特性曲线2-18图所示: 3、晶体三极管共发射极放大原理如下图所示: A 、vt 是一个npn 型三极管,起放大作用。

三极管的工作原理

三极管,全称应为半导体三极管,也称晶体管、晶体三极管,是一种电流控制电流的 半导体器件其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号,也用作无触点开关。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结把整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。三极管是电流 放大器件,有三个极,分别叫做集电极C,基极B,发射极E。分成NPN和PNP两种。我们 仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。下图是各种常用三极管的实物图和符号。 【实物图】 如圏所示是几种常见三极管实物圏? NPN三极管符号 、三极管的电流放大作用 下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示,我们把从基极B流至发射极E的电3替国宜卅兰园曾丸別塞三幔辔

流叫做基极电流lb ;把从集电极 C 流至发射极 E 的电流叫做集电极电流 Ic 。这两个电流 的方向都是流出发射极的,所以发射极 E 上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的 放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源 能够提供给集电极足够大的电流 的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例 关系:集 电极电流的变化量是基极电流变化量的 3倍,即电流变化被放大了 3倍,所以 我们把3叫做三极管的放大倍数(3 —般远大于1,例如几十,几百)。如果我们将一个 变化的小信号加到基极跟发射 极之间,这就会引起基极电流 lb 的变化,lb 的变化被放大 后,导致了 Ic 很大的变化。如果集电极电流 Ic 是流过一个电阻 R 的,那么根据电压计算 公式U=R*I 可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出 来,就得到 了放大后的电压信号了。 二、 三极管的偏置电路 三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先 是由于三极管BE 结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压 大到一定程 度后才能产生(对于硅管,常取) 。当基极与发射极之间的电压小于时,基极电流就可以认 为是0。但实际中要放大的信号往往远比 要小,如果不加偏置的话,这么小的信号就不足 以引起基极电流的改变(因为小于时,基极电流都是 0)。如果我们事先在三极管的基极上 加上一 个合适的电流(叫做偏置电流,上图中那个电阻 Rb 就是用来提供这个电流的,所 以它被叫做基极偏置电阻),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时,小 信号就 会导致基极电流的变化,而基极电流的变化,就会被放大并在集电极上输出。另一个原因 就是输出信号范围的要求,如果没有加偏置,那么只有对那些增加的信号放大,而对减小 的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为 0,不能再减小了)。而加上偏置,事先让集电 极有一定的电流,当输入的基极电流变小时,集电极 电流就可以减小;当输入的基极电流 增大时,集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。 三、 开关作用 下面说说三 极管的饱和情 况。像上面那样 的图,因为受到 电阻Rc 的限制 (Rc 是固定值, 那么最大电流为 U/Rc ,其中U 为 电源电压),集电 极电流是不能无 限增加下去的。 当基极电流的增 大,不能使集电 极电流继续增大 时,三极管就进 入了饱和状态。 一般判断三极管 是否饱和的准则 是:lb* 3〉 Ic 。 进入饱和状态之后,三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小,可以理解为 一个开关闭 合了。这样我们就可以拿三极管来当作开关使用:当基极电流为 0时,三极管集电极电流 为0 (这叫做三极管截止),相当于开关断开;当基极电流很 大,以至于三极管饱和时, 相当于开关闭合。如果三极管主要工作在截止和饱和状态,那么这样的三极管我们一般把 它叫做开关管。 R2 470 C2 R1 10K > VI * S3050 接输入 GNE

PNP三极管结构及工作原理解析

PNP三极管工作原理解密 对三极管放大作用的理解,切记一点:能量不会无缘无故的产生,所以,三极管一定不会产生能量,但三极管厉害的地方在于:它可以通过小电流控制大电流。放大的原理就在于:通过小的交流输入,控制大的静态直流。 假设三极管是个大坝,这个大坝奇怪的地方是,有两个阀门,一个大阀门,一个小阀门。小阀门可以用人力打开,大阀门很重,人力是打不开的,只能通过小阀门的水力打开。所以,平常的工作流程便是,每当放水的时候,人们就打开小阀门,很小的水流涓涓流出,这涓涓细流冲击大阀门的开关,大阀门随之打开,汹涌的江水滔滔流下。如果不停地改变小阀门开启的大小,那么大阀门也相应地不停改变,假若能严格地按比例改变,那么,完美的控制就完成了。 在这里,Ube就是小水流,Uce就是大水流,人就是输入信号。当然,如果把水流比为电流的话,会更确切,因为三极管毕竟是一个电流控制元件。 如果某一天,天气很旱,江水没有了,也就是大的水流那边是空的。管理员这时候打开了小阀门,尽管小阀门还是一如既往地冲击大阀门,并使之开启,但因为没有水流的存在,所以,并没有水流出来。这就是三极管中的截止区。 饱和区是一样的,因为此时江水达到了很大很大的程度,管理员开的阀门大小已经没用了。如果不开阀门江水就自己冲开了,这就是二极管的击穿。 在模拟电路中,一般阀门是半开的,通过控制其开启大小来决定输出水流的大小。没有信号的时候,水流也会流,所以,不工作的时候,也会有功耗。 而在数字电路中,阀门则处于开或是关两个状态。当不工作的时候,阀门是完全关闭的,没有功耗。 晶体三极管是一种电流控制元件。发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结。晶体三极管按材料分常见的有两种:锗管和硅管。而每一种又有NPN 和PNP两种结构形式,使用最多的是硅NPN和PNP两种,两者除了电源极性不同外,其工作原理都是相同的,三极管工作在放大区时,三极管发射结处于正偏而集电结处于反偏,集电极电流Ic受基极电流Ib的控 制,Ic的变化量与Ib变化量之比称作三极管的交流电流放大倍数β(β=ΔIc/ΔIb,Δ表示变化量。)在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用,通过电阻转变为电压放大作用。 要判断三极管的工作状态必须了解三极管的输出特性曲线,输出特性曲线表示Ic随Uce的变化关系(以Ib为参数),从输出特性曲线可见,它分为三个区域:截止区、放大区和饱和区。 根据三极管发射结和集电结偏置情况,可以判别其工作状态: 对于NPN三极管,当Ube≤0时,三极管发射结处于反偏工作,则Ib≈0,三极管工作在截止区;当晶体三极管发射结处于正偏而集电结处于反偏工作时,三极管工作在放大区,Ic随Ib近似作

三极管原理全总结

1、三极管的正偏与反偏:给PN结加的电压和PN结的允许电流方向一致的叫正偏,否则就是反偏。即当P区(阳极)电位高于N区电位时就是正偏,反之就是反偏。例如NPN型三极管,位于放大区时,Uc>Ub集电极反偏,Ub>Ue发射极正偏。总之,当p型半导体一边接正极、n型半导体一边接负极时,则为正偏,反之为反偏。 NPN和PNP主要是电流方向和电压正负不同。 NPN是用B—E的电流(IB)控制C—E的电流(IC),E极电位最低,且正常放大时通常C极电位最高,即VC>VB>VE。 PNP是用E—B的电流(IB)控制E—C的电流(IC),E极电位最高,且正常放大时通常C极电位最低,即VC

2、三极管的三种工作状态:放大、饱和、截止 (1)放大区:发射结正偏,集电结反偏。对于NPN管来说,发射极正偏即基极电压Ub>发射极电压Ue,集电结反偏就是集电极电压Uc>基极电压Ub。放大条件:NPN管:Uc>Ub>Ue;PNP管:Ue>Ub>Uc。 (2)饱和区:发射结正偏、集电结正偏--BE、CE两PN结均正偏。即饱和 导通条件:NPN管:Ub>Ue,Ub>Uc,PNP型管:Ue>Ub,Uc>Ub。饱合状态的特征是:三极管的电流Ib、Ic 都很大,但管压降Uce 却很小,Uce≈0。这时三极管的c、e 极相当于短路,可看成是一个开关的闭合。饱和压降,一般在估算小功率管时,对硅管可取0.3V,对锗管取0.1V。此时的,iC几乎仅决定于Ib,而与Uce无关,表现出Ib对Ic的控制作用。 (3)截止区:发射结反偏,集电结反偏。由于两个PN 结都反偏,使三极 管的电流很小,Ib≈0,Ic≈0,而管压降Uce 却很大。这时的三极管c、e 极相当于开路。可以看成是一个开关的断开。 3、三极管三种工作区的电压测量 如何判断电路中的一个NPN硅晶体管处于饱和,放大,截止状态?用电压表 测基极与射极间的电压Ube。 饱和状态 eb有正偏压约0.65V左右,ce电压接近0V. 放大状态 eb有正偏压约0.6V,ce电压大于0.6V小于电源电压. 截止状态 eb电压低于0.6V,ce电压等于或接近电源. 在实际工作中,可用测量BJT各极间电压来判断它的工作状态。NPN型硅管的典型数据是:饱和状态Ube=0.7V,Uce=0.3V;放大区Ube=0.7V;截止区Ube=0V。这是对可靠截止而言,实际上当Ube<0.5V时,即已进入截止状态。对于PNP管,其电压符号应当相反。 截止区:就是三极管在工作时,集电极电流始终为0。此时,集电极与发射极间电压接近电源电压。对于NPN型硅三极管来说,当Ube在0~0.5V 之间时,Ib很小,无论Ib怎样变化,Ic都为0。此时,三极管的内阻(Rce)很大,三极管截止。当在维修过程中,测得Ube低于0.5V或Uce接近电源电压时,就可 知道三极管处在截止状态。

pnp三极管工作原理

pnp三极管工作原理 三极管这类商品是我们日常生活中比较常见的一种商品,虽然用的不多,但是它的作用是很大的。对于一些没接触过它的人来说不知道pnp三极管的作用是什么,以及它的工作原理是怎么的,接下来小编就给大家介绍一下关于pnp三极管工作原理及它的一些基本知识。 1、PNP三极管结构建模 晶体三极管是半导体的基本器件之一。它的主要功能是放大电流和电子电路的核心元件。它的功能是放大电流和开关。其主要结构是在半导体的基本芯片上做两个相似的PN结,然后将正半导体分成三部分。 2、PNP三极管工作原理 晶体三极管可以分为以下两种类型根据材料,即锗管和硅管,无论哪一个结构形式,和我们用的最多的是硅NPN三极管和锗PNP型两种,其工作原理是利用收集电力半导体之间的联系。 点击放大图片 要理解三极管的放大效应,请记住一件事:能量不会无缘无故产生,所以晶体管不会产生能量,三极管的强大之处在于它可以通过小电流来控制大电流。放大原理是:通过小的交流输入,控制大的静态直流。假设三极管是一个水坝,这个水坝的奇怪之处在于它有两个阀门,一个大的和一个小的。小阀门可以人工开启,大阀门非常重,人工无法开启,只有通过液压开启小阀门。因此,正常的工作流程是,当水被排放,人们打开小阀门,小的水涓滴而出。涓涓细流冲击着大阀门的开关,大阀门打开,湍流的河流就顺流而下。如果你不断地改变小阀

门的开启尺寸,那么大阀门也会随之改变。如果你能严格按比例改变它,完美的控制就会完成。 这里,Uber是小电流,uce是大电流,human是输入信号。当然,比较水流和电流会更准确,因为三极管毕竟是一个电流控制元件。如果有一天,天气很干燥,河里没有水,也就是说,在大水流的另一边没有水。这时管理员打开了小阀门。虽然小阀门仍然像往常一样冲击大阀门,使其打开,但是没有水流,因为没有水流。这是三极管的截止区域。 饱和区是一样的,因为河水已经达到了非常大的程度,管理员开启的阀门通径不再有用。如果你不打开阀门,河水就会自己打开。这是二极管的击穿。 在模拟电路中,一般阀门是半开启的,通过控制阀门的开启尺寸来确定输出水量。当没有信号的时候,水就会流动,所以当它不工作的时候,就会有电力消耗。 在数字电路中,阀门是开启或关闭的。不工作时,阀门全关,不耗电。一种 晶体三极管是一种电流控制元件。发射极与基极之间形成的PN结称为发射极结,集电极与基极之间形成的PN结称为集电极结。晶体三极管有两种:锗管和硅管。它们都有NPN和PNP结构。硅NPN和PNP是应用最广泛的。除了电源极性不同外,它们的工作原理是相同的。当三极管工作在放大区域时,三极管的发射极结处于正偏置,而集电极结处于反偏置。基极电流的控制集电极电流IC IB. IC IB变

二极管、三极管最通俗的解释

二极管与三极管讲解 有些人在学习电子技术的时候对PN结、二极管、三极管不太了解,看书吧,讲的太深奥,不太明白,我用通俗的语言给大家讲一讲,希望能帮助大家,也许我讲的不怎么正确,但是我感觉基本思路是正确的,等你学的透彻以后再根据自己的见解纠正我的错误。 一、PN结 N型半导体:掺入少量杂质磷元素(或锑元素)的硅晶体(或锗晶体)中,由于半导体原子(如硅原子)被杂质原子取代,磷原子外层的五个外层电子的其中四个与周围的半导体原子形成共价键,多出的一个电子几乎不受束缚,较为容易地成为自由电子。于是,N型半导体就成为了含电子浓度较高的半导体,其导电性主要是因为自由电子导电。 P型半导体:掺入少量杂质硼元素(或铟元素)的硅晶体(或锗晶体)中,由于半导体原子(如硅原子)被杂质原子取代,硼原子外层的三个外层电子与周围的半导体原子形成共价键的时候,会产生一个“空穴”,这个空穴可能吸引束缚电子来“填充”,使得硼原子成为带负电的离子。这样,这类半导体由于含有较高浓度的“空穴”(“相当于”正电荷),成为能够导电的物质。(空穴可以移动)二、扩散运动 PN结中间相接触的部分,P带负电,N带空穴(正点),相互结合,PN结中间部分中和成不带电,但是P为负离子,N为正离子,所以形成了内部电场,方向由N指向P促使漂移运动产生。 三、漂移运动 在内部电场的作用下,N型半导体与P型半导体不接触部分的空穴(N和P都不是绝对的只有空穴和电子,而是相对来说的。空穴可以移动,带正电)在电场作用下向P运动,相反,P中的电子向N运

动,这就是漂移,因为N中的空穴很少,P中的电子很少,所以漂移运动不是很明显。 四、二极管 如果在PN结外部接一个正向电压,负极接N,正极接P,那么就加强了扩散运动,所以通过PN结的电流更容易,反之就为漂移运动,所以电流不能顺利通过,(反向截止),这样就产生了二极管。 五、二极管压降 压降的意思是:电压的损失,也就是通过二极管的时候,有电压损失,也就是正向偏置的时候,二极管可以看成一个小电阻。在这个小电阻的两端就是二极管的压降。 六、三极管 ;;;;;;;; 至于三极管、放大电路、整流、滤波、二极管的伏安特性曲线,三极管输入输出曲线等等,如果你感觉以上写的对你有帮助,就请加我QQ(912853255),我把你想要的部分用通俗的语言写出来。然后发给你。

三极管的工作原理(经典)

三极管的工作原理(转载) 三极管的工作原理 对三极管放大作用的理解,切记一点:能量不会无缘无故的产生,所以,三极管一定不会产生能量。 但三极管厉害的地方在于:它可以通过小电流去控制大电流。 放大的原理就在于:通过小的交流输入,控制大的静态直流。 假设三极管是个大坝,这个大坝奇怪的地方是,有两个阀门,一个大阀门,一个小阀门。小阀门可以用人力打开,大阀门很重,人力是打不开的,只能通过小阀门的水力打开。 所以,平常的工作流程便是,每当放水的时候,人们就打开小阀门,很小的水流涓涓流出,这涓涓细流冲击大阀门的开关,大阀门随之打开,汹涌的江水滔滔流下。 如果不停地改变小阀门开启的大小,那么大阀门也相应地不停改变,假若能严格地按比例改变,那么,完美的控制就完成了。 在这里,Ube就是小水流,Uce就是大水流,人就是输入信号。当然,如果把水流比为电流的话,会更确切,因为三极管毕竟是一个电流控制元件。 如果某一天,天气很旱,江水没有了,也就是大的水流那边是空的。管理员这时候打开了小阀门,尽管小阀门还是一如既往地冲击大阀门,并使之开启,但因为没有水流的存在,所以,并没有水流出来。这就是三极管中的截止区。 饱和区是一样的,因为此时江水达到了很大很大的程度,管理员开的阀门大小已经没用了。如果不开阀门江水就自己冲开了,这就是二极管的击穿。 在模拟电路中,一般阀门是半开的,通过控制其开启大小来决定输出水流的大小。没有信号的时候,水流也会流,所以,不工作的时候,也会有功耗。 而在数字电路中,阀门则处于开或是关两个状态。当不工作的时候,阀门是完全关闭的,没有功耗。 结构与操作原理

三极管的基本结构是两个反向连结的pn接面,如图1所示,可有pnp和npn 两种组合。三个接出来的端点依序称为射极(emitter, E)、基极(base, B)和集 极(collector, C),名称来源和它们在三极管操作时的功能有关。图中也显示出 npn与pnp三极管的电路符号,射极特别被标出,箭号所指的极为n型半导体, 和二极体的符号一致。在没接外加偏压时,两个pn接面都会形成耗尽区,将中 性的p型区和n型区隔开。 图1 pnp(a)与npn(b)三极管的结构示意图与电路符号。 三极管的电特性和两个pn接面的偏压有关,工作区间也依偏压方式来分类,这里 我们先讨论最常用的所谓”正向活性区”(forward active),在此区EB极间的pn接 面维持在正向偏压,而BC极间的pn接面则在反向偏压,通常用作放大器的三极管 都以此方式偏压。图2(a)为一pnp三极管在此偏压区的示意图。 EB接面的空乏 区由于在正向偏压会变窄,载体看到的位障变小,射极的电洞会注入到基极,基 极的电子也会注入到射极;而BC接面的耗尽区则会变宽,载体看到的位障变大, 故本身是不导通的。图2(b)画的是没外加偏压,和偏压在正向活性区两种情形 下,电洞和电子的电位能的分布图。 三极管和两个反向相接的pn二极管有什么差别呢?其间最大的不同部分就在 于三极管的两个接面相当接近。以上述之偏压在正向活性区之pnp三极管为例, 射极的电洞注入基极的n型中性区,马上被多数载体电子包围遮蔽,然后朝集电极 方向扩散,同时也被电子复合。当没有被复合的电洞到达BC接面的耗尽区时, 会被此区内的电场加速扫入集电极,电洞在集电极中为多数载体,很快藉由漂移电流 到达连结外部的欧姆接点,形成集电极电流IC。 IC的大小和BC间反向偏压的大小 关系不大。基极外部仅需提供与注入电洞复合部分的电子流IBrec,与由基极注入 射极的电子流InB? E(这部分是三极管作用不需要的部分)。 InB? E在射极与与电 洞复合,即InB? E=I Erec。pnp三极管在正向活性区时主要的电流种类可以清楚地 在图3(a)中看出。

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