5401貼片三極管

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5401貼片三極管 - 基本放大電路

基本放大電路

基本放大電路是放大電路中最基本的結(jié)構(gòu)，是構(gòu)成復(fù)雜放大電路的基本單元。它利用雙極型半導(dǎo)體三極管輸入電流控制輸出電流的特性，或場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體三極管輸入電壓控制輸出電流的特性，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大。本章基本放大電路的知識(shí)是進(jìn)一步學(xué)習(xí)電子技術(shù)的重要基礎(chǔ)。

基本放大電路一般是指由一個(gè)三極管或場(chǎng)效應(yīng)管組成的放大電路。從電路的角度來(lái)看，可以將基本放大電路看成一個(gè)雙端口網(wǎng)絡(luò)。放大的作用體現(xiàn)在如下方面：

1．放大電路主要利用三極管或場(chǎng)效應(yīng)管的控制作用放大微弱信號(hào)，輸出信號(hào)在電壓或電流的幅度上得到了放大，輸出信號(hào)的能量得到了加強(qiáng)。

2．輸出信號(hào)的能量實(shí)際上是由直流電源提供的，只是經(jīng)過(guò)三極管的控制，使之轉(zhuǎn)換成信號(hào)能量，提供給負(fù)載。

共射組態(tài)基本放大電路的組成。

共射組態(tài)基本放大電路是輸入信號(hào)加在加在基極和發(fā)射極之間，耦合電容器C1和Ce視為對(duì)交流信號(hào)短路。輸出信號(hào)從集電極對(duì)地取出，經(jīng)耦合電容器C2隔除直流量，僅將交流信號(hào)加到負(fù)載電阻RL之上。放大電路的共射組態(tài)實(shí)際上是指放大電路中的三極管是共射組態(tài)。

在輸入信號(hào)為零時(shí)，直流電源通過(guò)各偏置電阻為三極管提供直流的基極電流和直流集電極電流，并在三極管的三個(gè)極間形成一定的直流電壓。由于耦合電容的隔直流作用，直流電壓無(wú)法到達(dá)放大電路的輸入端和輸出端。

當(dāng)輸入交流信號(hào)通過(guò)耦合電容C1和Ce加在三極管的發(fā)射結(jié)上時(shí)，發(fā)射結(jié)上的電壓變成交、直流的疊加。放大電路中信號(hào)的情況比較復(fù)雜，各信號(hào)的符號(hào)規(guī)定如下：由于三極管的電流放大作用，ic要比ib大幾十倍，一般來(lái)說(shuō)，只要電路參數(shù)設(shè)置合適，輸出電壓可以比輸入電壓高許多倍。uCE中的交流量有一部分經(jīng)過(guò)耦合電容到達(dá)負(fù)載電阻，形成輸出電壓。完成電路的放大作用。

由此可見(jiàn)，放大電路中三極管集電極的直流信號(hào)不隨輸入信號(hào)而改變，而交流信號(hào)隨輸入信號(hào)發(fā)生變化。在放大過(guò)程中，集電極交流信號(hào)是疊加在直流信號(hào)上的，經(jīng)過(guò)耦合電容，從輸出端提取的只是交流信號(hào)。因此，在分析放大電路時(shí)，可以采用將交、直流信號(hào)分開(kāi)的辦法，可以分成直流通路和交流通路來(lái)分析。

放大電路的組成原則：

1．保證放大電路的核心器件三極管工作在放大狀態(tài)，即有合適的偏置。也就是說(shuō)發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。

2．輸入回路的設(shè)置應(yīng)當(dāng)使輸入信號(hào)耦合到三極管的輸入電極，形成變化的基極電流，從而產(chǎn)生三極管的電流控制關(guān)系，變成集電極電流的變化。

3．輸出回路的設(shè)置應(yīng)該保證將三極管放大以后的電流信號(hào)轉(zhuǎn)變成負(fù)載需要的電量形式（輸出電壓或輸出電流）。

晶體三極管 - 判斷好壞

晶體三極管

晶體三極管是電子電路中最常見(jiàn)的器件之一。但是判定三極管的好壞及極性是初學(xué)者常碰到的一個(gè)難點(diǎn)。

利用數(shù)字萬(wàn)用表可以判別三極管的極性和好壞。將數(shù)字萬(wàn)用表轉(zhuǎn)到二極管擋時(shí)，紅表筆代表正電極，用紅表筆去接三極管的某一管腳(假設(shè)是基極)，用黑筆分別接另外兩個(gè)管腳，如果表的液晶屏上兩次都顯示有零點(diǎn)幾的數(shù)字(鍺管為0．3左右，硅管為0．7左右)，則此管應(yīng)為NPN管，且紅表筆所接的那一個(gè)管腳是基極。如果兩次所顯的為“OL”，則紅表筆所接的那一個(gè)管腳便是PNP型管的基極。

在判別出管子的型號(hào)和基極的基礎(chǔ)上，可以再判別發(fā)射極和集電極。仍用二極管擋。對(duì)于NPN管，令紅表筆接其“B”極，黑表筆分別接另兩個(gè)腳上，兩次測(cè)得的極間數(shù)字中，其值微高的那一極為“E”極，其值低一些的那極為“C”極。如果是PNP管，令黑表筆接其“B”極，同樣所得數(shù)據(jù)高的為“E”極，數(shù)據(jù)低一些的為“C”極。例如：用紅表筆接C9018的中間那個(gè)腳(B極)，黑表筆分別接另外兩個(gè)管腳，可得0．719、0．731兩個(gè)值。其中0．719為“B與“C”之間的測(cè)試值，0．731為“D”與“K”之間的測(cè)試值。

判別三極管的好壞時(shí)，只要查一下三極管各PN結(jié)是否損壞，通過(guò)數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量其發(fā)射極、集電極的正向電壓和反向電壓來(lái)判定。如果測(cè)得的正向電壓與反向電壓相似且?guī)缀鯙榱?，或正向電壓為?/span>OL”，說(shuō)明三極管已經(jīng)短路或斷路。

用此法已測(cè)得：A1078(PNP)、C3332(NPN)、C9545(NPN)、N222A(NPN)、A733(PNP)、3904、3906及90xx系列，如：9012、9013、9014、9015、9016、9018等晶體管。

測(cè)試的三極管都為TO-92封裝。只要環(huán)境溫度在5℃-35℃的條件下測(cè)試都正確。文中的“OL”是指萬(wàn)用表不能正常顯示數(shù)字時(shí)出現(xiàn)的一固定符號(hào)，出現(xiàn)什么樣的固定符號(hào)，要看是使用什么牌子的萬(wàn)用表而定。如有的萬(wàn)用表則會(huì)顯示一固定符號(hào)“1”。本文數(shù)據(jù)為采用FLUKE數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)得。

晶體三極管 - 主要特點(diǎn)

晶體三極管主要用于放大電路中起放大作用，在常見(jiàn)電路中有三種接法。為了便于比較，將晶體管三種接法電路

晶體三極管 - 注意事項(xiàng)

大功率三極管

半導(dǎo)體雙極型三極管又稱晶體三極管，通常簡(jiǎn)稱晶體管或三極管，它是一種電流控制電流的半導(dǎo)體器件，可用來(lái)對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行放大和作無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。它具有結(jié)構(gòu)牢固、壽命長(zhǎng)、體積校、耗電省等一系列獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，故在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

鍺三極管的增益大，頻率響應(yīng)好，尤其適用于低壓線路。硅三極管的反向漏電流小，耐壓高，溫度漂移小，且能在較高的溫度下工作和承受較大的功率損耗。

（1）加到管上的電壓極性應(yīng)正確。PNP管的發(fā)射極對(duì)其他兩電極是正電位，而NPN管則是負(fù)電位。

（2）不論是靜態(tài)、動(dòng)態(tài)或不穩(wěn)定態(tài)（如電路開(kāi)啟、關(guān)閉時(shí)），均須防止電流、電壓超出最大極限值，也不得有兩項(xiàng)或兩項(xiàng)以上多數(shù)同時(shí)達(dá)到極限值。

（3）選用三極管主要應(yīng)注意極性和下述參數(shù)：PCM、ICM、BUCEO、BUEBO、ICBO、β、fT和fβ。因有BUCBO>BUCES>BUCER>BUCEO，因此，只要BUCEO滿足要求就可以了。一般高頻工作時(shí)要求fT=(5~10)f，f為工作頻率。開(kāi)關(guān)電路工作時(shí)應(yīng)考慮三極管的開(kāi)關(guān)參數(shù)。

（4）三極管的替換。只要管子的基本參數(shù)相同，就能替換，性能高的可替換性能低的。低頻小功率管，任何型號(hào)的高、低頻小功率管都可替換它，但fT不能太高。只要fT符合要求，一般就可以代替高頻小功率管，但應(yīng)選內(nèi)反饋小的管子，hFE>20即可。對(duì)低頻大功率管，一般只要PCM、ICM、BUCEO符合要求即可，但應(yīng)考慮hFE、UCES的影響。應(yīng)滿足電路中有特殊要求的參數(shù)（如NF、開(kāi)關(guān)參數(shù)）。此外，通常鍺、硅管不能互換。

（5）工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)的三極管，因BUEBO一般較低，所以應(yīng)考慮是否要在基極回路加保護(hù)線路，以防止發(fā)射結(jié)擊穿；若集電極負(fù)載為感性（如繼電器的工作線圈），則必須加保護(hù)線路（如線圈兩端并聯(lián)續(xù)流二極管），以防線圈反電動(dòng)勢(shì)損壞三極管。

（6）管子應(yīng)避免靠近熱元件，減小溫度變化和保證管殼散熱良好。功率放大管在耗散功率較大時(shí)，應(yīng)加散熱板（磨光的紫銅板或鋁板）。管殼與散熱板應(yīng)緊密貼牢。散熱裝置應(yīng)垂直安裝，以利于空氣自然對(duì)流。

三極管是由2塊N型半導(dǎo)體中間夾著一塊P型半導(dǎo)體所組成，發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié),而集電區(qū)與基區(qū)形成的PN結(jié)稱為集電結(jié),三條引線分別稱為發(fā)射極e、基極b和集電極?！　‘?dāng)b點(diǎn)電位高于e點(diǎn)電位零點(diǎn)幾伏時(shí)，發(fā)射結(jié)處于正偏狀態(tài)，而C點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位幾伏時(shí)，集電結(jié)處于反偏狀態(tài)，集電極電源Ec要高于基極電源Ebo?！　≡谥圃烊龢O管時(shí)，有意識(shí)地使發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子濃度大于基區(qū)的，同時(shí)基區(qū)做得很薄，而且，要嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量，這樣，一旦接通電源后，由于發(fā)射結(jié)正確，發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子（電子）極基區(qū)的多數(shù)載流子（控穴）很容易地截越過(guò)發(fā)射結(jié)構(gòu)互相向反方各擴(kuò)散，但因前者的濃度基大于后者，所以通過(guò)發(fā)射結(jié)的電流基本上是電子流，這股電子流稱為發(fā)射極電流Ie?！　∮捎诨鶇^(qū)很薄,加上集電結(jié)的反偏，注入基區(qū)的電子大部分越過(guò)集電結(jié)進(jìn)入集電區(qū)而形成集電集電流Ic，只剩下很少（1-10[%]）的電子在基區(qū)的空穴進(jìn)行復(fù)合，被復(fù)合掉的基區(qū)空穴由基極電源Eb重新補(bǔ)紀(jì)念給，從而形成了基極電流Ibo根據(jù)電流連續(xù)性原理得：　　Ie=Ib+Ic　　這就是說(shuō)，在基極補(bǔ)充一個(gè)很小的Ib，就可以在集電極上得到一個(gè)較大的Ic，這就是所謂電流放大作用，Ic與Ib是維持一定的比例關(guān)系，即：　　β1=Ic/Ib　　式中：β--稱為直流放大倍數(shù)，　　集電極電流的變化量△Ic與基極電流的變化量△Ib之比為：　　β= △Ic/△Ib　　式中β--稱為交流電流放大倍數(shù)，由于低頻時(shí)β1和β的數(shù)值相差不大，所以有時(shí)為了方便起見(jiàn)，對(duì)兩者不作嚴(yán)格區(qū)分，β值約為幾十至一百多?！　∪龢O管作為電流放大器件，在實(shí)際使用中常常利用其電流放大作用，通過(guò)電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷悍糯笞饔谩?/span>

三極管的種類與結(jié)構(gòu)　　三極管分很多種，按功率大小可分為大功率管和小功率管；按電路中的工作頻率可分為高頻管和低頻管；按半導(dǎo)體材料不同可分為硅管和鍺管；按結(jié)構(gòu)不同可分為NPN管和PNP管。無(wú)論是NPN型還是PNP型都分為三個(gè)區(qū)，分別稱為發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)，由三個(gè)區(qū)各引出一個(gè)電極，分別稱為發(fā)射極（E）、基極（B）和集電極（C），發(fā)射區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，集電區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)稱為集電結(jié)。其中發(fā)射極箭頭所示方向表示發(fā)射極電流的流向。在電路中，晶體管用字符T表示。具有電流放大作用的三極管，在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上具有其特殊性，這就是：其一是發(fā)射區(qū)摻雜濃度大于集電區(qū)摻雜濃度，集電區(qū)摻雜濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)摻雜濃度；其二是基區(qū)很薄，一般只有幾微米。這些結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是三極管具有電流放大作用的內(nèi)在依據(jù)。

三極管的特性曲線　　三極管的特性曲線是用來(lái)表示各個(gè)電極間電壓和電流之間的相互關(guān)系的，它反映出三極管的性能，是分析放大電路的重要依據(jù)。特性曲線可由實(shí)驗(yàn)測(cè)得，也可在晶體管圖示儀上直觀地顯示出來(lái)?！　?/span>1．輸入特性曲線　　晶體管的輸入特性曲線表示了VCE為參考變量時(shí)，IB和VBE的關(guān)系?！　D1是三極管的輸入特性曲線，由圖可見(jiàn)，輸入特性有以下幾個(gè)特點(diǎn)：　　(1)  輸入特性也有一個(gè)“死區(qū)”。在“死區(qū)”內(nèi)，VBE雖已大于零，但IB幾乎仍為零。當(dāng)VBE大于某一值后，IB才隨VBE增加而明顯增大。和二極管一樣，硅晶體管的死區(qū)電壓VT（或稱為門(mén)檻電壓）約為0.5V，發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓VBE =（0.6~0.7）V；鍺晶體管的死區(qū)電壓VT約為0.2V，導(dǎo)通電壓約（0.2~0.3）V。若為PNP型晶體管，則發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓VBE分別為(-0.6 ~ -0.7)V和(-0.2~ -0.3)V?！　。?/span>2）一般情況下，當(dāng)VCE >1V以后，輸入特性幾乎與VCE=1V時(shí)的特性重合，因?yàn)?/span>VCE >1V后，IB無(wú)明顯改變了。晶體管工作在放大狀態(tài)時(shí)，VCE總是大于1V的（集電結(jié)反偏），因此常用VCE≥1V的一條曲線來(lái)代表所有輸入特性曲線?！　?/span>2.輸出特性曲線　　晶體管的輸出特性曲線表示以IB為參考變量時(shí)，IC和VCE的關(guān)系，即:　　圖2是三極管的輸出特性曲線，當(dāng)IB改變時(shí)，可得一組曲線族，由圖可見(jiàn)，輸出特性曲線可分放大、截止和飽和三個(gè)區(qū)域。 　　（1） 截止區(qū) ：IB = 0的特性曲線以下區(qū)域稱為截止區(qū)。在這個(gè)區(qū)域中，集電結(jié)處于反偏，VBE≤0發(fā)射結(jié)反偏或零偏，即VC>VE≧VB。電流IC很小，（等于反向穿透電流ICEO）工作在截止區(qū)時(shí)，晶體管在電路中猶如一個(gè)斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)?！　。?/span>2） 飽和區(qū) ：特性曲線靠近縱軸的區(qū)域是飽和區(qū)。當(dāng)VCE<VBE時(shí)，發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均處于正偏，即VB>VC>VE。在飽和區(qū)IB增大，IC幾乎不再增大，三極管失去放大作用。規(guī)定VCE=VBE時(shí)的狀態(tài)稱為臨界飽和狀態(tài)，用VCES表示，此時(shí)集電極臨界飽和電流：

三極管的主要參數(shù)　　工作電壓/電流　　用這個(gè)參數(shù)可以指定該管的電壓電流使用范圍.　　特征頻率fT　　:當(dāng)f= fT時(shí),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.　　hFE　　電流放大倍數(shù).　　VCEO　　集電極發(fā)射極反向擊穿電壓,表示臨界飽和時(shí)的飽和電壓.　　PCM　　最大允許耗散功率.　　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(dǎo)致組件無(wú)法在電路板上實(shí)現(xiàn)