晶体三极管和判别.ppt

晶 体 三 极 管,三极管的外部结构,常见三极管的外形结构图,三极管的结构与符号,半导体三极管，也叫晶体三极管。由于工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，因此，还被称为双极型晶体管（Bipolar Junction Transistor,简称BJT）。BJT是由两个PN结组成的。,BJT的结构简介,半导体三极管的结构示意图如图03.1.01所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。两种类型的三极管,发射结(Je),集电结(Jc),基极，用B或b表示（Base）,发射极，用E或e 表示（Emitter）；,集电极，用C或c 表示（Collector）。,发射区,集电区,基区,三极管符号,结构特点：,发射区的掺杂浓度最高；,集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大；,基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓度最低。,管芯结构剖面图,三极管的结构并不是对称的，所以发射极和集电极不能对调使用。,面积大，掺杂浓度适度,区域薄，掺杂浓度低,掺杂浓度高,BJT-双极 结型晶体管,三极管是组成各种电子电路的核心器件。三极管的发明，使PN结的应用发生了质的飞跃。,硅管,三极管,锗管,NPN管,PNP管,NPN管,PNP管,NPN,PNP,三极管的种类,按结构类型分为NPN型管和PNP型管按材料分为硅管和锗管 按功率大小分为大功率管、中功率管和小功率管 按工作频率分为高频管和低频管 按其工作状态分为放大管和开关管,半导体三极管的型号,第二位：A锗PNP管、B锗NPN管、C硅PNP管、D硅NPN管,第三位：X低频小功率管、D低频大功率管、G高频小功率管、A高频大功率管、K开关管,国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：,3DG110B,BJT的电流分配,可以把三极管看作是一个电流分配器。,三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,BJT的电流分配,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,“以小控制大，以弱控制强”,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。,BJT的电流分配,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,和 称为三极管的电流分配系数，其中 值叫电流放大系数。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 I b 10 A，50，根据 I c I b 的关系式，集电极电流的变化量 I c 5010 500A，实现了电流放大。,工艺要求：发射区掺杂浓度较大；基区很薄且掺杂最少；集电区比发射区体积大且掺杂少。,小结：,有三个区发射区、基区、集电区；,两个PN结发射结（BE结）、集电结（BC结）；,三个电极发射极e(E)、基极b(B)和集电极c；,两种类型 P N P型管和NPN型管。,晶体三极管：是一种利用输入电流控制输出电流的电流控制型器件。,三极管类别及基极的判断,万用表检测半导体三极管,测量的方法是先把万用表拨到“欧姆”档(通常用Rx100或Rx1K)进行。注意：万用表“欧姆”调零,第一步：找三极管的基极(B),先将万用表置于Rlk欧姆档，调零。将黑表笔接假定的基极B，红表笔分别与另两个极相接触，观测指针摆动情况,b,测得一组（两个）电阻值。这两个电阻值都很小。,先将万用表置于Rlk欧姆档，调零。将黑表笔接假定的基极B，红表笔分别与另两个极相接触，观测指针摆动情况,b,测得一组（两个）电阻值。这两个电阻值都很小。,调换表笔，将红表笔接原来假定的基极B，黑表笔分别与另两个极相接触，观测指针摆动情况,b,又测得一组（两个）电阻值。这两个电阻值都很大。,第一步：找三极管的基极(B),这次我们假设另一个管脚为基极（B）,b,b,测得一组（两个）电阻值。这两个电阻值一大一小。,测得一组（两个）电阻值。这两个电阻值都很大。,b,那么哪次假设正确呢？,这次我们再假设另一个管脚为基极（B）,b,b,测得一组（两个）电阻值。这两个电阻值一大一小。,测得一组（两个）电阻值。这两个电阻值都很大。,那么哪次假设正确呢？,结论:,如果测得的电阻值都小，调换表笔后测得的电阻值都大，说明我们假设的基极正确。测NPN型和PNP型方法相同，只是红、黑表笔对调。,第二步：判断管子类型,将万用表黑表笔接基极B，红表笔分别与另两个极相接触，观测指针摆动情况,b,NPN,电阻值都小，说明管子为 NPN 型,b,那什么情况下，我们测量的是PNP型三极管。,电阻都大，说明管子为PNP型。,思考,测NPN型和PNP型方法相同，只是红、黑表笔对调。,让黑表笔接假定的集电极C，红表笔接假定的发射极E。手指将B、C短接。观测指针摆动情况；之后，调换两表笔重新测量，观测指针摆动情况。,偏转较大假定是正确的！黑表笔接的是 极红表笔接的是 极。,c,b,e,假定C极错误,c,b,e,假定C极正确,C,E,三极管集电极和发射极的判断,你会做吗？,那么如何测量PNP型三极管的各个管脚？,检验学习结果,e,b,c,e,b,c,注意：对于PNP型三极管我们是将红表笔接C极,假定C极错误,假定C极正确,三极管集电极和发射极的判断方法,NPN型的判断方法 确定基极以后，假定其余的两个电极中的一个是集电极，将黑表笔接到此电极，红表笔接到假设的发射极上。用手指把假设的集电极和已读出的基极捏起来。看表针指示，并记下来此阻值的读数。然后再作相反的假设，作同样的测试并记下此阻值的读数。比较两次读数的大小。读数小的一次黑表笔所接的那极为集电极C，另一极为发射极E。PNP型的判断方法 与NPN型三极管的判断方法一致，但必须把表笔极性对调一下,抢答,e,b,c,E,B,C,3DD201,3DG12,9013,E,C,B,三极管电极的判别,思考,对于NPN型：让黑表笔接集电极C，红表笔接发射极E。,三极管性能判断,1、阻值很小，说明穿透电流大，已接近击穿，稳定性差,结论：,2、阻值为零，说明管子已经击穿,3、阻值无穷大，说明管子内部断路,4、阻值不稳定或阻值逐渐下降，说明管子噪声大、不稳定，不宜采用。,万用表Rx10K挡，测三极管穿透电流ICEO,对于PNP型：让红表笔接集电极C，黑表笔接发射极E。,1、阻值很小，说明穿透电流大，已接近击穿，稳定性差,结论：,2、阻值为零，说明管子已经击穿,3、阻值无穷大，说明管子内部断路,4、阻值不稳定或阻值逐渐下降，说明管子噪声大、不稳定，不宜采用。,注意：测试过程中，可让电烙铁靠近测试三极管，对其加热，观察万用表指针变化从而确定ICEO变化，若加热后阻值比加热前明显下降，说明三极管热稳定性差。,三极管性能判断,1、测量的方法是先把万用表拨到“”档(通常用Rx100或Rx1K)进行。2、用黑表笔接三极管的某一极，再用红表笔分别去接触另外两个电极，直至出现测得的两个电阻都很小，黑表笔所接的电极是三极管的，并且三极管为 型三极管。当用红表笔接三极管的某一极，再用黑表笔分别去接触另外两个电极，直至出现测的两个电阻值都很小，红表笔所接的是，三极管为 型三极管。3、NPN型三极管，确定基极后，假定其余的两个电极中的一个是集电极，将 接到此电极，接到假设的发射极上。用手指把假设的集电极和基极捏起来。看表针指示，并记下来此阻值的读数。然后再作相反的假设，作同样的测试并记下此阻值的读数。比较两次读数的大小。读数小的一次黑表笔所接的那极为，另一极为。,课堂练习,欧姆,基极,NPN,基极,PNP,黑表笔,红表笔,集电极C,发射极E,实现这一传输过程的两个条件是：（1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。（2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。,三极管实现放大电路的条件,NPN 管：UBE0 UBCVBVE,PNP 管：UBE0即VCVBVE,2023/6/21,32,三极管的三种工作状态：,1.截止状态,2.放大状态,3.饱和状态,下页,VBE 0.5V,UCE=VCC,IB=0,VBE 0.7V,UCE=0.2V0.3V,VBE 0.7V,UCE=几 V,(NPN 硅管),2023/6/21,33,三极管的三种工作状态：,1.截止状态,2.放大状态,3.饱和状态,下页,VBE-0.2V,UCE=-VCC,IB=0,VBE-0.3V,UCE=-0.2V-0.3V,UCE=-几 V,(PNP 锗管),VBE-0.3V,VEB 0.2V,VEB 0.3V,VEB 0.3V,三极管的三种组态,BJT的三种组态,4.放大作用,若,vI=20mV,使,当,则,电压放大倍数,VEE,VCC,VEB,IB,IE,IC,vI,+vEB,+iC,+iE,+iB,iE=-1 mA，,iC=iE=-0.98 mA，,vO=-iC RL=0.98 V，,=0.98 时，,VBB,VCC,VBE,IB,IE,IC,vI,+vBE,+iC,+iE,+iB,vI=20mV,设,若,则,电压放大倍数,iB=20 uA,vO=-iC RL=-0.98 V，,=0.98,使,4.放大作用,