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三极管固定式偏置电路

固定式偏置电路是三极管偏置电路中最简单的一种电路。固定式偏置电阻的电路特征是:固定式偏置电阻的一根引脚必须与三极管基极直接相连,另一根引脚与正电源端或地线端直接相连。

三极管固定式偏置电路基本信息

三极管固定式偏置电路正电源供电的PNP型偏置电路

图1-5所示是采用正电源供电的PNP型三极管固定式偏置电路。电路中的VT1是PNP型三极管, V是正电源端,Rl是基极偏置电阻,Rl构成VT1 的固定式基极偏置电路,Rl可以为VT1提供基极电流。基极电流是从正电源 V端流经发射极,流入三极管VT1内,从基极流出,经电阻Rl到达地线。

提示:对于采用正电源供给的PNP型三极管固定式偏置电路而言,偏置电阻R1的电路特征是:它的一端与三极管基极相连,另一端与地线相连,根据电阻R1的这一电路特征,可以方便地在电路中确定哪个电阻是固定式偏置电阻。地线在这一电路中的直流电压最低,而VT1发射极接正极性电压 V端,这样VT1发射极电压高于基极电压,给VT1发射结提供正向偏置电压。

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三极管固定式偏置电路造价信息

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三极管固定式偏置电路典型固定式偏置电路

图1-1所示是典型的固定式偏置电路。电路中的VT1是NPN型三极管,采用正电源 V供电。

1、固定式偏置电阻

在直流工作电压 V和电阻Rl的阻值确定后,流入三极管的基极电流就是固定的,所以Rl称为固定式偏置电阻。

2、基极电流回路

从图1-2所示电路中可以看出,直流工作电压 V产生的直流电流通过Rl流入三极管VT1内部,其基极电流回路是:正电源 V→固定式偏置电阻Rl→三极管VT1基极→VT1发射极→地线。

3、基极电流大小分析

IB = ( V-0.6V)/R1式中的0.6V是VT1发射结压降。

提示:无论是采用正极性直流电源还是负极性直流电源,无论是NPN型三极管还是PNP型三极管,三极管固定式偏置电阻只有一个。

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三极管固定式偏置电路负电源供电的NPN型偏置电路

图1-4所示是采用负电源供电的NPN型三极管固定式偏置电路。电路中的VT1是NPN型三极管,-V是负电源,Rl是基极偏置电阻,Rl构成VT1的固定式基极偏置电阻,Rl可以为VT1提供基极电流。基极电流从地线(也就是电源的正端)流出,经电阻Rl流入三极管VT1基极。

提示:对于采用负电源供电的NPN型三极管固定式偏置电路而言,偏置电阻Rl的电路特征是:Rl的一端与三极管基极相连,另一端与地线相连,根据电阻Rl的这一电路特征,可以方便地在电路中确定哪个电阻是固定式偏置电阻。在负极性电源供电电路中,电路地线的直流电压最高,而VT1发射极接负极性电源-V端,这样VT1基极电压高于发射极电压,给VT1发射结提供正向偏置电压。

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三极管固定式偏置电路常见问题

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三极管固定式偏置电路固定式偏置电路总结

分析固定式偏置电路时,判断三极管基极上的电阻是否是偏置电阻,主要是看这一电阻能否给三极管提供基极电流,这就要特别注意两点:一是固定式偏置电阻应该在基极电流回路中;二是这一回路中要有电流,这一点最容易搞错

从上述分析中可以看出,固定式偏置电路中虽然只有一只偏置电阻,但是识图时如果不注意就会出错,误将与三极管基极相连的电阻当作固定式偏置电阻。

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三极管固定式偏置电路分析细节和容易出错电路

实际电路分析中,固定式偏置电路的分析比较容易出错。下面的5种电路 中电阻R1均不能给VT1提供基极电流,所以R1不是VT1基极偏置电阻,虽然R1都在VT1的基极回路中,但该回路中都没有直流电源。

1、电路之一,如图1-7所示。电路中的电阻R1接在三极管的基极与地端之间,VT1是NPN型三极管,采用正极性直流电源 V供电。

如果电阻R1是三极管VT1的固定式偏置电阻,那么它的回路是:地端->R1->VT1基极->VT1发射极->地端,而在此回路中没有直流工作电源 V,通过电阻R1不能使发射结正向偏置,所以也就不能为三极管VT1提供基极电流IB,电路中的VT1也就没有基极电流。

提示:由于电路中的三极管VT1没有基极偏置电流,所以这只三极管不能工作在放大状态。通过识别三极管是否有基极偏置电路,可以知道这只三极管是否工作在放大状态。

2、电路之二,如图1-8所示。电路中的电阻R1接在三极管VT1基极与地端之间,VT1是PNP型三极管,采用负极性直流电源-V供电。

提示:如果电阻R1是三极管VT1的固定式偏置电路,R1和发射结形成的回路是:地端->VT1发射极->VT1基极->R1->地端,而在此回路中没有直流工作电源-V,所以电阻R1不能为三极管VT1提供基极电流IB,R1不是VT1的基极偏置电阻。

3、电路之三,如图1-9所示。电路中的电阻R1接在三极管的基极与 V端之间,VT1是PNP型三极管,采用正极性直流电源 V供电。电阻R1虽然接在VT1基极和直流电源 V端之间,但是VT1是PNP型三极管。

提示:如果电阻R1是三极管VT1的固定式偏置电阻,它提供基极电流的回路是: V端->VT1发射极->VT1基极->R1-> V端,而在此回路中没有直流工作电源的地端,R1所在回路只是有一个端点与直流工作电压 V端相连,所以电阻R1不能为三极管VT1提供基极电流IB,R1不是VT1的基极偏置电压。

4、电路之四,如图1-10所示。电路中的电阻R1接在三极管的基极与-V端之间,VT1是NPN型三极管,采用负极性直流电源-V供电。在电阻R1回路中没有直流电源,所以R1也不是三极管VT1的偏置电阻。

5、电路之五,如图1-11所示。电路中的电阻R1接在三极管的基极与发射极之间。VT1是NPN型三极管,采用正极性直流电源 V供电。R1如果能提供三极管VT1基极电流,其电流回路是:R1->VT1基极->VT1发射极。在这一回路中没有电源 V,所以R1也不是三极管VT1的偏置电阻。

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三极管固定式偏置电路故障检测方法

对于这一电路中偏置电阻R1的故障,有效的检测方法是测量三极管VT1集电极直流工作电压,图1-3所示是测量时接线示意图。测量结果VT1集电极电压等于直流工作电压 V,说明R1开路;如果测量结果VT1集电极直流电压等于0.2V左右,说明R1短路。

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三极管固定式偏置电路负电源供电的PNP型偏置电路

图1-6所示是采用负电源供电的PNP型三极管固定式偏置电路。电路中的VT1是PNP型三极管,-V是负电源端,Rl是基极偏置电阻。Rl构成VT1 的固定式基极偏置电阻,Rl可以为VT1提供基极电流。基极电流是从地线流入发射极,从基极流出,再经电阻Rl到达负极性电源-V端。

提示:对于采用负极性电源供给的PNP型三极管固定式偏置电路而言,偏置电阻R1的电路特征是:它的一端与三极管基极相连,另一端与负电源-V相连,根据电阻R1的这一电路特征,可以方便地在电路中确定哪个电阻是固定式偏置电阻。地线在这一电路中的直流电压最高,而VT1发射极接地线,这样VT1发射极电压高于基极电压,给VT1发射结提供正向偏置电压。

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三极管固定式偏置电路文献

三极管开关电路 三极管开关电路

三极管开关电路

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三极管开关电路 三极管开关电路 -自控电路原理 ? ? ?   能不能用干簧管开关直接控制电动机的转与停呢?玩具电动机是常用 的动力装置,它能够把电能转换为机械能,可用于小电风扇转动、小离心水 泵抽水等执行功能。通常玩具直流电动机工作电压低,虽然在 1.5~3V 就可 以启动,但起动电流较大( 1~2安培),如果用触点负荷仅为几十毫安的干 簧管进行开关控制,将大大缩短其使用寿命。因此,在自动控制电路中,常 使用电子开关来控制电动机的工作状态。 ? ? 三极管电子开关电路 见图 1 。 ? ? ? ?   VT 基极限流电阻器 R如何确定呢?根据三极管的电流分配作用,在 基极输入一个较弱的电流 IB,就可以控制集电极电流 IC 有较强的变化。假 设 VT 电流放大系数 hfe≈250,电动机起动时的集电极电流 IC=1.5A,经过 计算,为使三极管饱和导通所需的基极电流 IB≥(1500mA

电路中的“水龙头”——三极管 电路中的“水龙头”——三极管

电路中的“水龙头”——三极管

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三极管有3个引脚,就好像二极管有两个引脚一样,可以用这个方式来记住它们,但三极管的名字并不是由引脚数量定义的,而是指三极管内部有3个电极。这3个电极分别叫做“基极”(b)、“集电极”(c)和“发射极”(e)。乍听到这些名字感觉好复杂的样子,其实它们的名字和作用很好记忆。要想记住引脚定义,就先要从原理入手。先要知道三极管是干什么用的,它在电路当中扮演着怎样的角色。

三极管噪声三极管简述

三极管的发射区和基区之间的PN结叫发射结,集电区和基区之间的PN结叫集电极。基区很薄,而发射区较厚,杂质浓度大,PNP型三极管发射区"发射"的是空穴,其移动方向与电流方向一致,故发射极箭头向里;NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子,其移动方向与电流方向相反,故发射极箭头向外。发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。

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图说三极管

"晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件"

在电子元件家族中,三极管属于半导体主动元件中的分立元件。

广义上,三极管有多种,常见如下图所示。

狭义上,三极管指双极型三极管,是最基础最通用的三极管。

本文所述的是狭义三极管,它有很多别称:

三极管的发明

晶体三极管出现之前是真空电子三极管在电子电路中以放大、开关功能控制电流。

真空电子管存在笨重、耗能、反应慢等缺点。

二战时,军事上急切需要一种稳定可靠、快速灵敏的电信号放大元件,研究成果在二战结束后获得。

早期,由于锗晶体较易获得,主要研制应用的是锗晶体三极管。硅晶体出现后,由于硅管生产工艺很高效,锗管逐渐被淘汰。

经半个世纪的发展,三极管种类繁多,形貌各异。  

小功率三极管一般为塑料包封;

大功率三极管一般为金属铁壳包封。

三极管核心结构

核心是“PN”结

是两个背对背的PN结

可以是NPN组合,也或以是PNP组合

由于硅NPN型是当下三极管的主流,以下内容主要以硅NPN型三极管为例!

NPN型三极管结构示意图

硅NPN型三极管的制造流程

管芯结构切面图

工艺结构特点:

发射区高掺杂:为了便于发射结发射电子,发射区半导体掺浓度高于基区的掺杂浓度,且发射结的面积较小;

基区尺度很薄:3~30μm,掺杂浓度低;

集电结面积大:集电区与发射区为同一性质的掺杂半导体,但集电区的掺杂浓度要低,面积要大,便于收集电子。

三极管不是两个PN结的间单拼凑,两个二极管是组成不了一个三极管的!

工艺结构在半导体产业相当重要,PN结不同材料成份、尺寸、排布、掺杂浓度和几何结构,能制成各样各样的元件,包括IC。

三极管电路符号

三极管电流控制原理示意图

三极管基本电路

外加电压使发射结正向偏置,集电结反向偏置。

集/基/射电流关系:

IE = IB + IC

IC = β * IB

如果 IB = 0, 那么 IE = IC = 0

三极管特性曲线

输入特性曲线

集-射极电压UCE为某特定值时,基极电流IB与基-射电压UBE的关系曲线。

UBER是三极管启动的临界电压,它会受集射极电压大小的影响,正常工作时,NPN硅管启动电压约为0.6V;

UBE<UBER时,三极管高绝缘,UBE>UBER时,三极管才会启动;

UCE增大,特性曲线右移,但当UCE>1.0V后,特性曲线几乎不再移动。

输出特性曲线

基极电流IB一定时,集极IC与集-射电压UCE之间的关系曲线,是一组曲线。

当IB=0时, IC→0 ,称为三极管处于截止状态,相当于开关断开;

当IB>0时, IB轻微的变化,会在IC上以几十甚至百多倍放大表现出来;

当IB很大时,IC变得很大,不能继续随IB的增大而增大,三极管失去放大功能,表现为开关导通。

三极管核心功能:

放大功能:小电流微量变化,在大电流上放大表现出来。

开关功能:以小电流控制大电流的通断。

三极管的放大功能

IC = β * IB (其中β≈ 10~400 )

例:当基极通电流IB=50μA时,集极电流:

IC=βIB=120*50μA=6000μA

微弱变化的电信号通过三极管放大成波幅度很大的电信号,如下图所示:

所以,三极管放大的是信号波幅,三极管并不能放大系统的能量。

能放大多少?

哪要看三极管的放大倍数β值了!

首先β由三极管的材料和工艺结构决定:

如硅三极管β值常用范围为:30~200

锗三极管β值常用范围为:30~100

β值越大,漏电流越大,β值过大的三极管性能不稳定。

其次β会受信号频率和电流大小影响:

信号频率在某一范围内,β值接近一常数,当频率越过某一数值后,β值会明显减少。

β值随集电极电流IC的变化而变化,IC为mA级别时β值较小。一般地,小功率管的放大倍数比大功率管的大。

三极管主要性能参数

三极管性能参数较多,有直流、交流和极限参数之分:

类型

参数项

符号

意义

直流参数

共射直流放大系数

β

无交变信号输入,共射电路集基电流的比值。β=IC/IB

共基直流放大系数

α

无交变信号输入,共基极电路集射的比值。

集-射

反向电流

ICEO

基极开路,集-射极间反向电流,又称漏电流、穿透电流。

集极

反向电流

ICBO

射极开路时,集电结反向电流(漏电流)

ICEO=βICBO

交流参数

共射交流放大系数

β

共射电路,集基电流变化量比值:β=ΔIC/ΔIB

共基交流放大系数

α

共基电路,集射电流变化量比值:α=ΔIC/ΔIE

共射截止频率

ƒβ

β因频率升高3dB对应的频率

共基截止频率

ƒα

α因频率升高而下降3dB对应的频率

特征频率

ƒT

频率升高,β下降到1时对应的频率。

极限参数

集极最大电流

ICM

集极允许通过的最大电流。

集极最大功率

PCM

实际功率过大,三极管会烧坏。

集-射极击穿电压

UCEO

基极开路时,集-射极耐电压值。

温度对三极管性能的影响

温度几乎影响三极管所有的参数,其中对以下三个参数影响最大。

(1)对放大倍数β的影响:

在基极输入电流IB不变的情况下,集极电流IC会因温度上升而急剧增大。

(2)对反向饱和电流(漏电流)ICEO的影响:

ICEO是由少数载流子漂移运动形成的,它与环境温度关系很大,ICEO随温度上升会急剧增加。温度上升10℃,ICEO将增加一倍。

虽然常温下硅管的漏电流ICEO很小,但温度升高后,漏电流会高达几百微安以上。

(3)对发射结电压UBE的影响:

温度上升1℃,UBE将下降约2.2mV。

温度上升,β、IC将增大,UCE将下降,在电路设计时应考虑采取相应的措施,如远离热源、散热等,克服温度对三极管性能的影响。

三极管的分类

分类角度

种类

说明

从技术工艺

按材料

硅三极管0.6V

锗三极管0.3V

一般地:

锗管为PNP型

硅管为NPN型

按结构

PNP型

NPN型

按制造工艺

平面型

合金型

扩散型

高频管多为扩散型

低频管多为合金型

从性能

按频率

低频管<3MHz

中频管3~30(MHZ)

高频管30~500 (MHZ)

超高频管>500MHZ

按功率

小功率PCM <0.5W

中功率0.5<PCM<1w

大功率PCM >1w

功率越大体积越大,散热要求越高。

功能

用途

放大管开关管

高反压管光电管

带阻尼管数字管

从封装外形

按封装材料

金属封装玻璃封装

陶瓷封装塑料封装

薄膜封装

塑料封装为主流

金属封装成本较高

按封装形式

引线式TO

贴片式SOT

贴片式正逐步取代引线式。

三极管命名标识

不同的国家/地区对三极管型号命名方式不同。还有很多厂家使用自己的命名方式。

中国大陆三极管命名方式

3

D

D

12

X

2:二极管

3:三极管

A:PNP锗

B:NPN锗

C:PNP硅

D:NPN硅

X:低频小功率

G:高频小功率

D:低频大功率

A:高频大功率

序号

规格号

例:3DD12X NPN型低频大功率硅三极管

日本三极管型号命名方式

2

S

D

13

B

0:光电管

1:二极管

2:三极管

注册标识

A:PNP高频管

B:PNP低频管

C:NPN高频管

D:NPN低频管

电子协会登记顺序

改进型号

例:2SC1895 高频NPN型三极管

美国电子工业协会(EIA)三极管命名方式

JANS

2

N

2904

A

JANTX:特军级

JANTXV:超特军

JANS:宇航级

(无):非军用品

1:二极管

2:三极管

“n”:n个PN 结元件

EIA注册标识

EIA登记顺序号

不同档别

例:JANS2N2904 宇航级三极管

欧洲三极管命名方式

B

C

208

A

A:锗管

B:硅管

C:低频小功率

D:低频大功率

F:高频小功率

L:高频大功率

登记顺序号

β的档别

例:BC208A 硅材料低频小功率三极管

三极管封装及管脚排列方式

关于封装:

三极管设计额定功率越大,其体积就越大,又由于封装技术的不断更新发展,所以三极管有多种多样的封装形式。

当前,塑料封装是三极管的主流封装形式,其中“TO”和“SOT”形式封装最为常见。

关于管脚排列:

不同品牌、不同封装的三极管管脚定义不完全一样的,一般地,有以上规律:

规律一:对中大功率三极管,集电极明显较粗大甚至以大面积金属电极相连,多处于基极和发射极之间;

规律二:对贴片三极管,面向标识时,左为基极,右为发射极,集电极在另一边;

基极 — B 集电极 — C 发射极 — E

三极管的选用原则

考虑三极管的性能极限,按“2/3”安全原则选择合适的性能参数。:

集极电流IC:

IC <2 / 3 *ICM

ICM 集极最大允许电流

当 IC>ICM时,三极管β值减小,失去放大功能。

集极功率PW:

PW < 2 / 3 *PCM

PCM集极最大允许功率。

当PW > PCM 三极管将烧坏。

集-射反向电压UCE:

UCE < 2 / 3*UBVCEO

UBVCEO基极开路时,集-射反向击穿电压

集/射极间电压UCE>UBVCEO时,三极管产生很大的集电极电流击穿,造成永久性损坏。

工作频率ƒ:

ƒ = 15% * ƒT

ƒT — 特征频率

随着工作频率的升高,三极管的放大能力将会下降,对应于β=1 时的频率ƒT叫作三极管的特征频率。

此外,还应考虑体积成本,优先选用贴片式三极管。

本文来自《云脑智库》

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带阻三极管简介

带阻三极管是将一只或两只电阻器与晶体管连接后封装在一起构成的,作用:反相器或倒相器,广泛应用电视机、影碟机、录像机、DVD及显示器等家电产品中。

由于带阻三极管通常应用在数字电路中,因此带阻三极管有时候又被称为数字三极管或者数码三极管。带阻三极管通常作为一个中速开关管,在电路中可看作一个电子开关,但其饱和导通时,管压降很小。

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