三极管的三大应用?????

作者&投稿:夙周 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
关于三极管的应用~

关于三极管放大电路,你至少要明白三点:
首先,你要明白三极管有电流放大作用:集电极电流=基极电流 * 三极管的放大倍数。
其次,你要明白三极管处于放大状态的要求:C-E之间加上反向电压,叫加工作电压。B-E之间加上正向电压,叫加偏置电压,偏置电压只需很低的电压。
最后还要明白导通的三极管三个电极的电流:基极电流流过基极和发射极。集电极电流流过集电极和发射极。因为基极电流和集电极电流都流过发射极,所以发射极电流等于基极电流+集电极电流。三个电极的电流方向都由发射极的箭头指示出来,总共只有两个方向。
本图是一个用发光二极管指示光线亮度的电路。
左边画有箭头的电阻是光敏电阻,它的阻值大小与光线的明暗有关,常见的光敏电阻是光线越强阻值越小。
下面的电阻是阻值固定的电阻。

画有箭头的二极管是发光二极管,它正向导通时会发出可见光,亮度与电流成正比,但电流大到一定程度后会烧坏。普通发光管电流1mA以上已能明显发光,宜在20mA以下工作,太大了会烧坏发光管。
图中三极管是一只PNP型三极管。两只电阻构成它的偏置电路。这种偏置电路叫分压式,两只电阻对电源电压进行分压,在光敏电阻上分得电压作为三极管的偏置电压加在三极管的B-E之间,三极管的基极电流由电源正极-----发光管-----发射极----基极-----固定电阻-----电源负极。两个偏置电阻各给起一个名字,因为基极电流流过固定电阻,所以叫做上偏置电阻,光敏电阻起分压作用叫下偏置电阻。注意偏置电阻的“上、下”不是以画图位置来叫的。下偏置电阻也可以看成是基极电流的分流电阻,如果没有它,(在上电阻不变之下)流过基极的电流会大出很多。从上述可以看出,无论是上或下偏置电阻的阻值的变化,都可能引起三极管基极电流的变化,又因为三极管有电流放大作用,上或下偏置电阻的变化都会引起集电极电流的变化,并且变化量比基极电流大很多。三极管集电极电流由电源正极-----发光管---发射极----集电极-----电源负极。
发光二极管能发光管但不能感受环境光线的强度,光敏电阻能感受光线强度却不能发光,如果把光敏电阻和发光管结合起来,就能用发光管的亮度指示环境光线的强度。这种设计的第一思维就是把光敏电阻与发光管串联起来。那么行不行呢?答案是不行,因为现在生产的光敏电阻阻值较大,因而电流较小,发光亮不来。那么能不能通过提高电源电压来加大电流呢?还是不行,因为电压高了以后,光敏电阻承受的功率就很大,引发其它的问题。于是有了第二思维,就是加进三极管来放大光敏电阻的电流,如本图。
光敏电阻与固定电阻串联起来,给三极管基极提供偏置,三极管就有了小小的基极电流,于是三极管导通,于是有了比基极大很多的集电极电流,集电极电流通过发光二极管(其实在这里应该叫发射极电流),发光管于是发光。如果环境光线不变,发光管的亮度就不变。当光线强度变化时,光敏电阻阻值变化,引起三极管基极电流发生变化,又引起三极管集电极电流大小的变化,便引起发光管弯度变化。完成对环境光线强度的指示。
光敏电阻越小,基极电流越小。固定电阻越大,基极电流越小。基极电流越小,集电极电流也越小。三极管放大倍数越小集电极电流越小。电源电压越低,集电极电流越小。集电极电流越小发光管就越暗。反之越亮。从工作原理来说光敏电阻无论作为上偏置或下偏置都可以,只是阻值大小的问题。

三极管是一种控制元件,主要用来控制电流的大小,以共发射极接法为例(信号从基极输入,从集电极输出,发射极接地),当基极电压UB有一个微小的变化时,基极电流IB也会随之有一小的变化,受基极电流IB的控制,集电极电流IC会有一个很大的变化,基极电流IB越大,集电极电流IC也越大,反之,基极电流越小,集电极电流也越小,即基极电流控制集电极电流的变化.但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多,这就是三极管的放大作用.IC 的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数β(β=ΔIC/ΔIB,Δ表示变化量.),三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍.
三极管在放大信号时,首先要进入导通状态,即要先建立合适的静态工作点,也叫 建立偏置 ,否则会放大失真.
在三极管的集电极与电源之间接一个电阻,可将电流放大转换成电压放大:当基极电压UB升高时,IB变大,IC也变大,IC 在集电极电阻RC的压降也越大,所以三极管集电极电压UC会降低,且UB越高,UC就越低,ΔUC=ΔUB.仅供参考,请参考有关书籍.

http://210.45.192.19/kecheng/2005xiaoji/16/teachingplan/chapter3.htm
有详细的介绍
第三章 半导体三极管及其应用

§3.1 双极型三极管

3.1.1 半导体三极管的结构

双极型半导体三极管的结构示意图如图所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。

双极型三极管的符号在图的下方给出,发射极的箭头代表发射极电流的实际方向。从外表上看两个N区,(或两个P区)是对称的,实际上发射区的掺杂浓度大,集电区掺杂浓度低,且集电结面积大。基区要制造得很薄,其厚度一般在几个微米至几十个微米。

3.1.2 三极管内部的电流分配与控制

双极型半导体三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压。若在放大工作状态:发射结加正向电压,集电结加反向电压,如图所示。

在发射结正偏,集电结反偏条件下,三极管中载流子的运动:

(1)在VBB作用下,发射区向基区注入电子形成IEN,基区空穴向发射区扩散形成IEP。

(2) 电子在基区复合和扩散,由发射区注入基区的电子继续向集电结扩散,扩散过程中少部分电子与基区空穴复合形成电流IBN。由于基区薄且浓度低,所以IBN较小。

(3) 集电结收集电子,由于集电结反偏,所以基区中扩散到集电结边缘的电子在电场作用下漂移过集电结,到达集电区,形成电流ICN。

(4) 集电极的反向电流,集电结收集到的电子包括两部分:发射区扩散到基区的电子——ICN,基区的少数载流子——ICBO

IE=IEN+IEP 且有 IEN>>IEP

IEN=ICN+IBN 且有 IEN>> IBN ,ICN>>IBN

IC=ICN+ICBO IB=IEP+IBN-ICBO IE=IC+IB

3.1.3 三极管各电极的电流关系

(1)三种组态

双极型三极管有三个电极,其中两个可以作为输入, 两个可以作为输出,这样必然有一个电极是公共电极。三种接法也称三种组态,见下图

共发射极接法,发射极作为公共电极,用CE表示;

共集电极接法,集电极作为公共电极,用CC表示;

共基极接法,基极作为公共电极,用CB表示。

(2)三极管的电流放大系数

对于集电极电流IC和发射极电流IE之间的关系可以用系数来说明,定义:

称为共基极直流电流放大系数。它表示最后达到集电极的电子电流ICN与总发射极电流IE的比值。ICN与IE相比,因ICN中没有IEP和IBN,所以的值小于1, 但接近1,一般为0.98~0.999 。由此可得:

在忽略ICBO情况下, IC 、 IE 和IB之间的关系可近似表示为:

3.1.4 三极管的共射极特性曲线

信号表示

信号表示(对IC 、VBE 、VCE 等意义相同):IB 表示直流量/Ib 表示交流有效值/Ib 表示复数量/iB 表示交直流混合量/ib 表示交流变化量

1. 输入特性曲线

(1) VCE=0时:b、e间加正向电压, JC和JE都正偏, JC没有吸引电子的能力。所以其特性相当于两个二极管并联PN结的特性。VCE=0V: 两个PN结并联

(2) VCE>1V时,b、e间加正向电压,这时JE正偏, JC反偏。发射区注入到基区的载流子绝大部分被JC收集,只有小部分与基区多子形成电流IB。所以在相同的VBE下,IB要比VCE=0V时小。VCE>1V: iB比VCE=0V时小

(3) VCE介于0~1V之间时,JC反偏不够,吸引电子的能力不够强。随着VCE的增加,吸引电子的能力逐渐增强,iB逐渐减小,曲线向右移动。0<VCE<1V: VCE增加,iB减小

2. 输出特性曲线

3) 饱和区:对应于VCE<VBE的区域,集电结处于正偏,吸引电子的能力较弱。随着VCE增加,集电结吸引电子能力增强,iC增大。JC和JE都正偏,VCES约等于0.3V,饱和时c、e间电压记为VCES,深度饱和时VCES约等于0.3V。饱和时的三极管c、e间相当于一个压控电阻。

3. 温度对三极管特性的影响

温度升高使:(1)输入特性曲线左移

(2)ICBO增大,输出特性曲线上移

(3)β增大

3.1.5 半导体三极管的参数

半导体三极管的参数分为三大类: 直流参数,交流参数,极限参数

3.1.6 三极管的型号

3.1.7 三极管应用

三极管工作情况总结

例3.1.1:判断三极管的工作状态

例3.1.2:判断三极管的工作状态

§3.2 基本共射极放大电路电路分析

3.2.1 基本共射放大电路

1. 放大电路概念:基本放大电路一般是指由一个三极管与相应元件组成的三种基本组态放大电路。

a.放大电路主要用于放大微弱信号,输出电压或电流在幅度上得到了放大,输出信号的能量得到了加强。

b.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的,经过三极管的控制,使之转换成信号能量,提供给负载。

2. 电路组成:

(1)三极管T;

(2)VCC:为JC提供反偏电压,一般几~ 几十伏;

(3)RC:将IC的变化转换为Vo的变化,一般几K~几十K。VCE=VCC-ICRC RC ,VCC 同属集电极回路。

(4)VBB:为发射结提供正偏。

(6)Cb1,Cb2:耦合电容或隔直电容,其作用是通交流隔直流。

(7)Vi:输入信号

(8)Vo:输出信号

(9)公共地或共同端,电路中每一点的电位实际上都是该点与公共端之间的电位差。图中各电压的极性是参考极性,电流的参考方向如图所示。

3. 共射电路放大原理

4. 放大电路的主要技术指标

放大倍数/输入电阻Ri/输出电阻Ro/通频带

(1)放大倍数

(2) 输入电阻 Ri

(3) 输出电阻Ro

(4) 通频带

问题1:放大电路的输出电阻小,对放大电路输出电压的稳定性是否有利?

问题2:有一个放大电路的输入信号的频率成分为100 Hz~10 kHz,那么放大电路的通频带应如何选择?如果放大电路的通频带比输入信号的频带窄,那么输出信号将发生什么变化?

3.2.2 放大电路的图解分析法

1. 直流通路与交流通路

静态:只考虑直流信号,即Vi=0,各点电位不变(直流工作状态)。

动态:只考虑交流信号,即Vi不为0,各点电位变化(交流工作状态)。

直流通路:电路中无变化量,电容相当于开路,电感相当于短路。

交流通路:电路中电容短路,电感开路,直流电源对公共端短路。

放大电路建立正确的静态,是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态,正确地区分直流通道和交流通道。

直流通路

交流通路

2. 静态分析

例3.2.1:电路及参数如图,求Q点值

例3.2.2:电路及参数如图,求Q点值

(2) 静态工作点的图解分析

讨论:电路参数变化对Q点的影响

3. 动态分析

截止失真:由于放大电路的工作点达到了三极管的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管,输出电压表现为顶部失真。

饱和失真:由于放大电路的工作点达到了三极管的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管,输出电压表现为底部失真。注意:对于PNP管,由于是负电源供电,失真的表现形式,与NPN管正好相反。

交流负载线

最大不失真输出:放大电路要想获得大的不失真输出幅度,需要

输出功率和功率三角形

3.2.3 放大电路的小信号模型分析法

图解法的适用范围:信号频率低、幅度 较大的情况。

如果电路中输入信号很小,可把三极管特性曲线在小范围内用直线代替,从而把放大电路当作线性电路处理——微变等效电路。

1.三极管可以用一个模型来代替。

2.对于低频模型可以不考虑结电容的影响。

3.小信号意味着三极管在线性条件下工作,微变也具有线性同样的含义。

1. h参数等效电路

2. 三极管共射h参数等效电路

3.

参数的物理含义

三极管共射简化h参数等效电路

3.2.3 基本共射电路分析计算

1. 计算电压放大倍数Av

2. 计算输入电阻 Ri

例3.2.3:求Av ,R i,Ro

例3.2.4

§3.3 基本放大电路的三种组态

组态一:共射电路

组态二:共集电极电路

共集电极组态基本放大电路如图所示。
(1) 直流分析

(2) 交流分析

放大倍数/输入电阻/输出电阻

组态三:共基极放大电路

共基组态放大电路如图

交流、直流通路

微变等效电路

共基极组态基本放大电路的微变等效电路

性能指标

三种组态电路比较

§3.4 基本放大电路的频率响应

频率失真:幅度失真和相位失真(p20-21图1.2.9)

3.4.1 RC电路的频率响应

2. RC高通滤波电路

3.4.2 三极管的高频等效模型

三极管的频率参数fβ和fT

高频等效模型的单向化
在简化混合π型模型中,因存在Cb’c ,对求解不便,可通过单向化处理加以变换。

密勒定理

高频等效模型的单向化

3.4.3 基本共射电路的频率响应

高频段等效电路

高频段频响波特图

低频段等效电路

全频段总电压放大倍数

全频段放大倍数波特图

放大电路的增益带宽积

§3.5 多级放大电路

3.5.1 多级放大电路

3.5.2 直接耦合多级放大电路

直接耦合多级放大电路动态分析

3.5.3 阻容耦合多级放大电路

3.5.4 变压器耦合多级放大电路

3.5.5 多级放大电路的频率响应

本章总结

例题1 共基电路

例题2 共集电路

例题3 共射电路

例题4 共射电路低频响应

例题5 多级放大电路1

例题6 多级放大电路2

放大 以小电流控制大电流;
开关 利用三极管的 饱和-截止 特性控制电流通断;
可变电阻 在电路中可等效为受控的可变电阻发挥作用。

1.用在放大电路,作电压或电流放大。
2.用在振荡电路中,调制、解调或自激振荡。
3.用在开关电路中,作闸流、限流或开关管。

放大信号,开关,振荡电路。三极管可看成由两个二极管构成的,靠电场作用工作。

模拟电路,放大
数字电路开关
高频电路,自激震荡,


3极管是怎样成倍放大电流的?
这取决于三极管的基极电流和集电极电流的比值!我们知道三极管的特性就是其集电极与发射极间的电流变化是受控于其基极电压变化的!因基极电位远低与集电极电位,故这种以低电位变化换取高电压变化的结果被视为放大!三极管的放大倍数是由其设计构造决定的!基极最大容许电流与集电极最大容许电流的比值就是其电流...

mos管的三个极
MOS管三个极分别是栅极(G)源极(S)和漏极(D)。当栅极和源极之间电压大于某一特定值,漏极和源极才能导通。MOS管的栅极G和源极S之间是绝缘的,由于Sio2绝缘层的存在,在栅极G和源极S之间等效是一个电容存在,电压VGS产生电场从而导致源极-漏极电流的产生。此时的栅极电压VGS决定了漏极电流的...

怎么判断电视机中的电容、2极管、3极管、电阻、行管、场管、回扫变压器...
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...输入的意思?它究竟跟一般电子电路上所说的2极管中的意思是一样的吗...
PNP NPN是指三极管, 只是他们内部的半导体不同而已,应用上也有差异!!

什么是IGBT?它的作用是什么?
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MOS管的三个极分别是:栅极G、源极S、漏极D。栅极是由金属细丝组成的筛网状或螺旋状电极,多极电子管中最靠近阴极的一个电极,具有细丝网或螺旋线的形状,插在电子管另外两个电极之间,起控制板极电流强度、改变电子管性能的作用。漏极在栅极的左侧,源极在栅极的右侧。阳极是MOS管的正端面(负端面...

什么是2极管 什么是3极管???
简言之,二极管有一个pn结,三极管有两个pn结(pnp型,npn型)

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光敏二极管和光敏三极管在光电应用领域中各有独特之处,它们之间存在明显区别。光敏二极管以其高灵敏度著称,广泛应用于各类光电感应场合。然而,许多人对于光敏二极管的特点并不了解,接下来让我们详细探讨其三大特点。第一,光敏二极管具有极高的电阻性,在无光环境下表现出显著特点。这种特性有助于在低光...

常用的电子管有那几个极,分别叫什么?
分类: 理工学科 解析:M级(民用)。J级(军用)。有直热式,傍热式。有二极管(整流、稳压),有灯丝、阴极、阳极(屏极)。有三极管,有灯丝,阴极、栅极、阳极。有五极管,有灯丝、阴极、栅极、帘栅极、抑制栅极、阳极。有束射管,有灯丝、阴极和束射极、控制栅极、帘栅极、阳极。还有特殊...

兰州市13675762892: 三极管的三大应用????? -
尔董硫普: 1.用在放大电路,作电压或电流放大. 2.用在振荡电路中,调制、解调或自激振荡. 3.用在开关电路中,作闸流、限流或开关管.

兰州市13675762892: 三极管的作用是什么? -
尔董硫普: 三极管最大的用处就是放大作用,它分为三级:基极.集电极.发射极!基极输入弱信号,直流电源接入集电极,发射极此时通过的电流就为基极的电流+集电极的电流,也就是小信号被按比例放大!若还有不明白的,加我QQ!满意请采纳

兰州市13675762892: 三极管的工作原理和应用 越简单越好..谢谢 -
尔董硫普: 模拟放大.就像投影室的投影机一样,将小的图片通过光的直线传播放大到所有人都看得清楚大小.输入电流就是一个标本,照着它的波型、频率按一定倍数投影放大,这就是三极管的放大效果.运用嘛,主要是放大电流,其次可以当限流、控流的开关,在三极管正常放大状态,且不被击穿的前提下,基极电流(输入端)固定不变,则集电极(输出端)电流不随电压的增长或减小而相应变化.有限流控流的效果

兰州市13675762892: 三极管有什么作用,那三根线怎么接? -
尔董硫普: 三极管是在电路里起信号放大作用的!也可以起电流电压的开关作用! 按最常见的共发射极电路为例!基极接信号输入端和基极直流偏值!集电极接输出端负载至电源! 发射极是公共端!接地!

兰州市13675762892: 三极管放大作用有哪些应用?看了多久的放大电路却连它用在哪些地方都不晓得.整得多茫然的,麻烦哪位高手给点三极管应用的具体实例嘛,还有,数字电路... -
尔董硫普:[答案] 三极管是一种控制元件,主要用来控制电流的大小,以共发射极接法为例(信号从基极输入,从集电极输出,发射极接地),当基极电压UB有一个微小的变化时,基极电流IB也会随之有一小的变化,受基极电流IB的控制,集电极电流IC会有一个很大...

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尔董硫普: 编辑词条三极管 目录 三极管 概念 工作原理 三极管的分类: 三极管的主要参数 判断基极和三极管的类型 编辑本段三极管 半导体电子器件,有两个PN结组成,可以对电流起放大作用,有3个引脚,晶体三极管分别为集电极(c),基极(b),...

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尔董硫普: 半导体三极管也称为晶体三极管,可以说它是电子电路中最重要的器件.它最主要的功能是电流 放大和开关作用. 三极管顾名思义具有三个电极.二极管是由一个PN结构成的,而三极管由两个PN结构成,共用的一个电极成为三极管的基极(...

兰州市13675762892: 三极管的应用及作用
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兰州市13675762892: 这三个三极管的作用分别是什么 -
尔董硫普: 这个电路是一个并联稳压电路,它的输出端接一串LED,通过稳定输出端电压的方法达到恒流.稳压电路主要由三个三极管和一个稳压管一个发光二极管构成.Q3的集电极和发射极并联在稳压管两端,作为稳压管的分流,它的分流作用在电阻R7R8流过的电流增加时才能体现出来.Q1Q2组成达林顿形式作为一个管子使用,Q2的基极接受稳压管正极与下面带框的发光二极管正极之间的分压作为基准电压.电路的工作原理:当电压升高时LED灯串电流上升,稳压管下端电压U1也上升,使得三极管Q2基极电流上升,使得Q1Q2达林顿管的集电极电流上升使得电阻R7R8电流上升,分流作用增加了使得输出端电压下降了,从而使得LED灯串的电流下降了,达到恒流作用.

兰州市13675762892: 三极管干什么用的.? -
尔董硫普: 1.在电路里起电流放大作用: 三极管的主要作用是电流放大,以共发射极接法为例(信号从基极输入,从集电极输出,发射极接地),当基极电压UB有一个微小的变化时,基极电流IB也会随之有一小的变化,受基极电流IB的控制,集电极电流IC...

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