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1、什么是三极管?三极管工作原理?
2、三极管的门电压一般是多少?什么是三极管的穿透电流?
3、在三极管组成的放大器中,基本偏置条件是什么?
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1、什么是三极管?三极管工作原理?
三极管又称“晶体三极管”或“晶体管”。在半导体锗或硅的单晶上制备两个能相互影响的PN结,组成一个PNP(或NPN)结构。中间的N区(或N区)叫基区,两边的区域叫发射区和集电区,这三部分各有一条电极引线,分别叫基极B、发射极E和集电极C,是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。
三极管工作原理?>>有空再续。
2、三极管的门电压一般是多少?什么是三极管的穿透电流?
三极管的门电压:硅管一般为0.5伏.锗管约为0.2伏.
穿透电流就是当基极开路时,集电极和发射极之间的电流
3、在三极管组成的放大器中,基本偏置条件是什么?
在三极管组成的放大器中,基本偏置条件是:发射结正偏;集电结反偏。
不管什么型号的三极管,还是什么材质的三极管,我们使用三极管的目的就是希望,通过三极管使弱信号变成强信号,小功率变成大功率。那么说到底这个三极管就是个放大器,这个放大器不仅能放大,而且还要受控,及强信号的大小和变化受弱信号的影响,那么这个三极管就是一个可控的一定放大系数的放大器。
任何一种器件、仪器、设备其受本身制造的限制,都有一个使用范围,只有在这个范围内,这个器件才会稳定的发挥其作用,这就需要一个限定,于是就有了什么最大电压、电流、功率、温度、穿透电流、电压、基本偏置条件。所有这一些限制条件都是经过试验逐步得出的,可以说不同的器件有不同的范围,但是为了能够工业性质的大量生产和使用,我们在研究了几个器件后得出一个较好的适用范围的器件,根据这个较理想的范围制成了一个标准,根据这个标准批量生产这个器件,在根据实际使用效果形成一系列器件标准。
1:什么是三极管:
三极管是—种半导体的晶体管,有三个电极,这三个电极分别是基极(用字母b表示),集电极(用字母c表示),发射极(用字母e表示)。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。 制造时由于不同的组合方式,形成了一种是NPN型的三极管,另一种是PNP型的三极管。
2:三极管的工作原理:
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。
3:三极管的门电压:硅管一般为0.5伏.锗管约为0.2伏。
4:穿透电流是晶体三极管基极未加正向偏压或开路时 流过集电极-发射极的电流。穿透电流是衡量一个管子好坏的重要指标,穿透电流大,三极管电流中非受控成分大,管子性能差。由于穿透电流是由少子飘移形成,因此受温度影响大,温度上升,穿透电流增大很快。硅管穿透电流极小。
5:基本偏置条件:一个基本放大电路必须有:输入信号源、晶体三极管、输出负载以及直流电源和相应的偏置电路。其中,直流电源和相应的偏置电路用来为晶体三极管提供静态工作点,以保证晶体三极管工作在放大区。拿双极型晶体三极管而言,就是保证发射结正偏,集电结反偏。 输入信号源一般是将非电量变为电量的换能器, 如各种传感器,将声音变换为电信号的话筒,将图像变换为电信号的摄像管等。它所提供的电压信号或电流信号就是基本放大电路的输入信号。
简言之偏置条件 :发射结正偏;集电结反偏。
>>续1楼,三极管工作原理:
PNP 型半导体三极管和NPN 型半导体三极管的基本工作原理完全一样,下面以NPN 型半导体三极管为例来说明其内部的电流传输过程,进而介绍它的工作原理。半导体三极管常用的连接电路如图(a) 所示。半导体三极管内部的电流传输过程如图 (b) 所示。半导体三极管中的电流传输可分为三个阶段。
1 、发射区向基区发射电子
电源接通后,发射结为正向连接。在正向电场作用下,发射区的多数载流子(电子)的扩散运动加强。因此,发射区的电子很容易在外电场的作用下越过发射结进入基区,形成电子流IEN(注意电流的方向与电子运动的方向相反)。当然,基区的多数载流子(空穴)也会在外电场的作用下流向发射区,形成空穴电流IEP。但由于基区的杂质浓度很低,与从发射区来的电子流相比, IEP可以忽略不计,所以发射极电流为:
2、 电子在基区中的扩散与复合
从发射区扩散到基区的电子到达基区后,由于基区靠发射区的一侧电子浓度较大,靠集电区一侧电子浓度较小.所以电子继续向集电区扩散。在扩散过程中,电子有可能与基区的空六相遇而复合,基极电源、EB不断提供空穴,这就形成了基极电流IBN 。由于基区很薄,而空穴浓度低,电子与空穴复合的机会很少,大部分电子继续向集电区扩散。此外,半导体三极管工作时,集电结为反向连接,在反向电场作用下,基区与集电区之间少数载流子的漂移运动加强c 因基区载流子很少.电子更少,故漂移运动主要是集电区的空穴流向基区。漂移运动形成的电流ICBO的数值很小,而且与外加电场的大小关系不大,它被称为集电极反向饱和电流因此,基极电流为
3、 集电极电流的形成
由于集电结加的是反向电场,经过基区继续向集电区方向扩散的电子是逆电场方向的,所以受到拉力,加速流向集电区.形成电子流ICN 。如果考虑集电极饱和电流ICBO的影响,集电极电流应为:
从半导体三极管外电路看,流入管子的电流必须等于流出的电流,所以
从半导体三极管电流传输过程中可以看出,集电极电流IC很大,而基极电流IB很小。另外,由于三极管本身的结构已定,所以IC和IB在相当大的一个范围内总存在一个固定的比例关系,即
其中β表示IC与IB的关系.称为共发射极的直流放大系数,β大于1 ,一般为20 -200 。
由于IC和IB存在一定的比例关系,而且IE=lC+IB, 所以半导体三极管起着一种电流分配器的作用,即把发射极电流IE 按一定的分配关系分成IC和IB。IC远大于IB 。因存在这种分配关系,所以只要使IB略有增加, IC就会增加很多,这就起到了放大作用。
1、什么是三极管?三极管的工作原理?
(1)、晶体三极管简称晶体管或三极管。它按工作频率分有高频管和低频管;按耗散功率分有大、中、小功率管;按半导体材料分有硅管、锗管。
三极管的基本结构是由两个PN结组成,其组成形式有NPN和PNP两种。
晶体三极管有三个区:基区、发射区的集电区;有三个极:基极B、发射极E和集电极C;有两个PN结:分别为基区和发射区之间的发射结、集电区和基区之间的集电结。
(2)、晶体三极管的工作原理
1) 三极管的电流放大原理
上图为一NPN管电流放大实验电路,uB> uon(三极管的门电压),即发射结正向偏置,Ucc>Ube,使集电结反向偏置,通过改变电阻RB,则基极电流IB,集电极电流IC及发射极电流IE都发生变化。
IE=IB+IC 且IB远远小于IC、IE,IE≈IC。
IB虽然小,但对IC有控制作用,IC随IB的改变而改变,两者在一定范围内存在比例关系,即β= ,β是三极管电流放大系数,它反映三极管的放大能力。
2) 晶体三极管的开关特性。
晶体三极管有两个PN结,一个是发射结,一个是集电结。根据这两个结的偏置极性,它既可以工作在放大状态,也可以工作在截止或饱和状态。
下图是3DG4的输出特性曲线。
在数字逻辑电路中,三极管被作为开关元件工作在饱和状态或截止状态,相当于一个基极信号控制一个无触点开关,其作用相当于一个触点的闭合与断开。当三极管工作在饱和状态时,uB> uon(三极管的门电压),两个PN结均处于正偏,uce=ucc-IcRc,Ic随Ib增大而增大,而uce则相应减小,当uce近似为0时,Ic不再受Ib控制,三极管进入饱和状态,此时Ic=Ics,三极管呈现低阻抗,类似于开关闭合;当三极管工作在截止状态时,uB< uon,两个PN结均处于反偏,三极管呈现高阻抗,类似于开关断开。
2、极管的电流放大作用与其物理结构有关,三极管内部进行的物理过程是十分复杂的,初学者暂时不必去深入探讨。从应用的角度来讲,可以把三极管看作是一个电流分配器。一个三极管制成后,它的三个电流之间的比例关系就大体上确定了(见图 3),用式子来表示就是
β 和 α 称为三极管的电流分配系数,其中 β 值大家比较熟悉,都管它叫电流放大系数。三个电流中,有一个电流发生变化,另外两个电流也会随着按比例地变化。例如,基极电流的变化量 ΔI b = 10 μA , β = 50 ,根据 ΔI c = βΔI b 的关系式,集电极电流的变化量 ΔI c = 50×10 = 500μA ,实现了电流放大。
3、极管自身并不能把小电流变成大电流,它仅仅起着一种控制作用,控制着电路里的电源,按确定的比例向三极管提供 I b 、 I c 和 I e 这三个电流。为了容易理解,我们还是用水流比喻电流(见图 4)。这是粗、细两根水管,粗的管子内装有闸门,这个闸门是由细的管子中的水量控制着它的开启程度。如果细管子中没有水流,粗管子中的闸门就会关闭。注入细管子中的水量越大,闸门就开得越大,相应地流过粗管子的水就越多,这就体现出“以小控制大,以弱控制强”的道理。由图可见,细管子的水与粗管子的水在下端汇合在一根管子中。三极管的基极 b 、集电极 c 和发射极 e 就对应着图 4 中的细管、粗管和粗细交汇的管子。电路见图 5 ,若给三极管外加一定的电压,就会产生电流 I b 、 I c 和 I e 。调节电位器 RP 改变基极电流 I b , I c 也随之变化。由于 I c = βI b ,所以很小的 I b 控制着比它大 β 倍的 I c 。 I c 不是由三极管产生的,是由电源 V CC 在 I b 的控制下提供的,所以说三极管起着能量转换作用。
1、什么是三极管?三极管工作原理?
三极管又称“晶体三极管”或“晶体管”。在半导体锗或硅的单晶上制备两个能相互影响的PN结,组成一个PNP(或NPN)结构。中间的N区(或N区)叫基区,两边的区域叫发射区和集电区,这三部分各有一条电极引线,分别叫基极B、发射极E和集电极C,是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。
三极管的工作原理-l6Mw1\fyP
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。:VbS V"Bf[E]
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。
+N,ivgB 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。
2、三极管的门电压一般是多少?什么是三极管的穿透电流?
1) 三极管的门电压uon即三极管开始导通的临界电压,当基、射极所加正向电压ube大于这个临界电压时,开始导通。一般硅管uon=0.5 V,锗管uon=0.2V。
2)三极管的穿透电流是指晶体三极管基极未加正向偏压或开路时,流过集电极-发射极的电流,它与晶体管的反向电阻和温度有关 ,称作Iceo。
晶体三极管的穿透电流的大小随温度的升高而升高,通过测试Iceo的大小,就可以判断出三极管质量好坏,Iceo大的管子电流损耗大,温度易升高,工作不稳定。Iceo越小越好。在常温下,大功率锗管的Iceo一般在几百微安以下,小功率硅管在几微安以下。
当基极开路时,集电极和发射极之间的电流就是穿透电流:,其中是集电极-基极反向漏电流,和都是由少数载流子的运动产生的,所以对温度非常敏感,当温度升高时二者都将急剧增大。从而对放大器产生不利影响。因此在实际工作中要求它们越小越好。
3、在三极管组成的放大器中,基本偏置条件是什么?
发射结正偏;集电结反偏。
什么是三极管? 三极管是—种半导体的晶体管,有三个电极,这三个电极分别是基极(用字母b表示),集电极(用字母c表示),发射极(用字母e表示)。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。 制造时由于不同的组合方式,形成了一种是NPN型的三极管,另一种是PNP型的三极管。
三极管的工作原理? 按材料分有两种:锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式,但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管,(其中,N表示在高纯度硅中加入磷,是指取代一些硅原子,在电压刺激下产生自由电子导电,而p是加入硼取代硅,产生大量空穴利于导电)。两者除了电源极性不同外,其工作原理都是相同的,下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。 对于NPN管,它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成,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,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极c。 当b点电位高于e点电位零点几伏时,发射结处于正偏状态,而C点电位高于b点电位几伏时,集电结处于反偏状态,集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。 在制造三极管时,有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的,同时基区做得很薄,而且,要严格控制杂质含量,这样,一旦接通电源后,由于发射结正偏,发射区的多数载流子(电子)及基区的多数载流子(空穴)很容易地越过发射结互相向对方扩散,但因前者的浓度基大于后者,所以通过发射结的电流基本上是电子流,这股电子流称为发射极电流了。 由于基区很薄,加上集电结的反偏,注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电集电流Ic,只剩下很少(1-10%)的电子在基区的空穴进行复合,被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补给,从而形成了基极电流Ibo.根据电流连续性原理得: Ie=Ib+Ic 这就是说,在基极补充一个很小的Ib,就可以在集电极上得到一个较大的Ic,这就是所谓电流放大作用,Ic与Ib是维持一定的比例关系,即: β1=Ic/Ib 式中:β1--称为直流放大倍数, 集电极电流的变化量△Ic与基极电流的变化量△Ib之比为: β= △Ic/△Ib 式中β--称为交流电流放大倍数,由于低频时β1和β的数值相差不大,所以有时为了方便起见,对两者不作严格区分,β值约为几十至一百多。 三极管是一种电流放大器件,但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。 三极管放大时管子内部的工作原理 1、发射区向基区发射电子 电源Ub经过电阻Rb加在发射结上,发射结正偏,发射区的多数载流子(自由电子)不断地越过发射结进入基区,形成发射极电流Ie。同时基区多数载流子也向发射区扩散,但由于多数载流子浓度远低于发射区载流子浓度,可以不考虑这个电流,因此可以认为发射结主要是电子流。 2、基区中电子的扩散与复合 电子进入基区后,先在靠近发射结的附近密集,渐渐形成电子浓度差,在浓度差的作用下,促使电子流在基区中向集电结扩散,被集电结电场拉入集电区形成集电极电流Ic。也有很小一部分电子(因为基区很薄)与基区的空穴复合,扩散的电子流与复合电子流之比例决定了三极管的放大能力。 3、集电区收集电子 由于集电结外加反向电压很大,这个反向电压产生的电场力将阻止集电区电子向基区扩散,同时将扩散到集电结附近的电子拉入集电区从而形成集电极主电流Icn。另外集电区的少数载流子(空穴)也会产生漂移运动,流向基区形成反向饱和电流,用Icbo来表示,其数值很小,但对温度却异常敏感。
三极管的门电压一般是多少? 硅管一般为0.5伏.锗管约为0.2伏.
什么是三极管的穿透电流? 三极管的穿透电流是指晶体三极管基极未加正向偏压或开路时,流过集电极-发射极的电流,它与晶体管的反向电阻和温度有关 ,称作Iceo。
在三极管组成的放大器中,基本偏置条件是什么? 三极管的三个极的电流分配关系和放大作用是由其内在特性决定的,在三极管组成的放大器中,它起放大作用的最基本偏置条件就是发射结正向偏置,集电结反向偏置。