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三極管的基礎(chǔ)知識及工作原理

作者: 時間:2012-01-25 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

半導(dǎo)體也稱為晶體,可以說它是電子電路中最重要的器件。它最主要的功能是電流 放大和開關(guān)作用。 三極管顧名思義具有三個電極。二極管是由一個PN結(jié)構(gòu)成的,而三極管由兩個PN結(jié)構(gòu)成,共用的一個電極成為三極管的基極(用字母b表示)。其他的兩個電極成為集電極(用字母c表示)和發(fā)射極(用字母e表示)。由于不同的組合方式,形成了一種是NPN型的三極管,另一種是PNP型的三極管。

三極管 的種類很多,并且不同型號各有不同的用途。三極管大都是塑料封裝或金屬封裝,常見三極管的外觀如圖,大的很大,小的很小。三極管的電路符號有兩種:有一個箭頭的電極是發(fā)射極,箭頭朝外的是NPN型三極管,而箭頭朝內(nèi)的是PNP型。實際上箭頭所指的方向是電流的方向。

  電子制作中常用的三極管有9 0× ×系列,包括低頻小功率硅管9013(NPN)、9012(PNP),低噪聲管9014(NPN),高頻小功率管9018(NPN)等。它們的型號一般都標(biāo)在塑殼上,而樣子都一樣,都是TO-92標(biāo)準(zhǔn)封裝。在老式的電子產(chǎn)品中還能見到3DG6(低頻小功率硅管)、3AX31 (低頻小功率鍺管) 等,它們的型號也都印在金屬的外殼上。我國生產(chǎn)的晶體管有一套命名規(guī)則,電子愛好者最好還是了解一下:

  第一部分的3表示為三極管。 第二部分表示器件的材料和結(jié)構(gòu),A: PNP型鍺材料 B: NPN型鍺材料 C: PNP型硅材料 D: NPN型硅材料 第三部分表竟δ埽琔:光電管 K:開關(guān)管 X:低頻小功率管 G:高頻小功率管 D:低頻大功率管 A:高頻大功率管。另外,3DJ型為場效應(yīng)管,BT打頭的表示半導(dǎo)體特殊元件。

  三極管最基本的作用是放大作用,它可以把微弱的電信號變成一定強度的信號,當(dāng)然這種轉(zhuǎn)換仍然遵循能量守恒,它只是把電源的能量轉(zhuǎn)換成信號的能量罷了。三極管有一個重要參數(shù)就是電流放大系數(shù)β。當(dāng)

  三極管的基極上加一個微小的電流時,在集電極上可以得到一個是注入電流β倍的電流,即集電極電流。集電極電流隨基極電流的變化而變化,并且基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化,這就是三極管的放大作用。

  三極管還可以作電子開關(guān),配合其它元件還可以構(gòu)成振蕩器。

  半導(dǎo)體三極管除了構(gòu)成放大器和作開關(guān)元件使用外,還能夠做成一些可獨立使用的兩端或三端器件

  1. 擴流。

  把一只小功率可控硅和一只大功率三極管組合,就可得到一只大功率可控硅,其最大輸出電流由大功率三極管的特性決定,見附圖 1 。圖 2 為電容容量擴大電路。利用三極管的電流放大作用,將電容容量擴大若干倍。這種等效電容和一般電容器一樣,可浮置工作,適用于在長延時電路中作定時電容。用穩(wěn)壓二極管構(gòu)成的穩(wěn)壓電路雖具有簡單、元件少、制作經(jīng)濟方便的優(yōu)點,但由于穩(wěn)壓二極管穩(wěn)定電流一般只有數(shù)十毫安,因而決定了它只能用在負(fù)載電流不太大的場合。圖 3 可使原穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電流及動態(tài)電阻范圍得到較大的擴展,穩(wěn)定性能可得到較大的改善。

  2. 代換。

  圖 4 中的兩只三極管串聯(lián)可直接代換調(diào)光臺燈中的雙向觸發(fā)二極管;圖 5 中的三極管可代用 8V 左右的穩(wěn)壓管。圖 6 中的三極管可代用 30V 左右的穩(wěn)壓管。上述應(yīng)用時,三極管的基極均不使用。

  3.模擬。

  用三極管夠成的電路還可以模擬其它元器件。大功率可變電阻價貴難覓,用圖 7 電路可作模擬品,調(diào)節(jié) 510 電阻的阻值,即可調(diào)節(jié)三極管 C 、 E 兩極之間的阻抗,此阻抗變化即可代替可變電阻使用。圖 8 為用三極管模擬的穩(wěn)壓管。其穩(wěn)壓原理是:當(dāng)加到 A 、 B 兩端的輸入電壓上升時,因三極管的 B 、 E 結(jié)壓降基本不變,故 R2 兩端壓降上升,經(jīng)過 R2 的電流上升,三極管發(fā)射結(jié)正偏增強,其導(dǎo)通性也增強, C 、 E 極間呈現(xiàn)的等效電阻減小,壓降降低,從而使 AB 端的輸入電壓下降。調(diào)節(jié) R2 即可調(diào)節(jié)此模擬穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值,等效為
 

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