三级管的放大原理PPT讲稿.ppt

《三级管的放大原理PPT讲稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三级管的放大原理PPT讲稿.ppt（34页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、三级管的放大原理第1页，共34页，编辑于2022年，星期三一、实验原理和电路一、实验原理和电路半导体三极管和二极管一样是非线性器件，是一种电流控制半导体三极管和二极管一样是非线性器件，是一种电流控制器件，即通过基极电流或射极电流去控制集电极电流。所谓器件，即通过基极电流或射极电流去控制集电极电流。所谓放大作用，实质上就是一种控制作用，但要注意的是三极管放大作用，实质上就是一种控制作用，但要注意的是三极管的发射结必须正向偏置，而集电结必须反向偏置。的发射结必须正向偏置，而集电结必须反向偏置。三极管的品种较多，从制造材料不同可分为锗管和硅三极管的品种较多，从制造材料不同可分为锗管和硅管；从导电类型

2、可分为管；从导电类型可分为NPN型和型和PNP型；从耗散功率型；从耗散功率可分为小功率、中功率和大功率管。在使用前或检查可分为小功率、中功率和大功率管。在使用前或检查其性能时，应进行必要的测量，尤其是新、旧型号并其性能时，应进行必要的测量，尤其是新、旧型号并存，国内、国外器件同时使用，器件上型号不清时，存，国内、国外器件同时使用，器件上型号不清时，更应作某些基本测量更应作某些基本测量 第2页，共34页，编辑于2022年，星期三 三级管的工作原理三级管的工作原理1.载流子的传输过程：载流子的传输过程：将将NPN BJT接成共射极型：以射极为输入和输出回路的公共端接成共射极型：以射极为输入和输出回

3、路的公共端即：即：VBEVT,发射结正偏发射结正偏 易于易于E区多子扩散区多子扩散 VCB0，集中结反偏集中结反偏 易于易于B区少子漂移区少子漂移bceiEiBiCicpiEPVBBVCCiB1 iBRCRbiEiCiEnicn1icn2CebNPN 第3页，共34页，编辑于2022年，星期三1.三极管的类型及管脚判别三极管的类型及管脚判别 (1)管型和基极管型和基极b的测试的测试 三极管可以看成是两个背靠背的三极管可以看成是两个背靠背的PN结结构，结结构，如图如图121所示。对所示。对NPN型三极管来说，型三极管来说，基极是两个结的公共阳极；而对基极是两个结的公共阳极；而对PNP型三极型三极

4、管来说，基极是两个结的公共阴极。因此，管来说，基极是两个结的公共阴极。因此，判别公共极是阳极还是阴极，即可知道该管判别公共极是阳极还是阴极，即可知道该管是是NPN型还是型还是PNP型三极管。型三极管。第4页，共34页，编辑于2022年，星期三 用万用表测试三极管的用万用表测试三极管的PN结，其方法同结，其方法同实验一。实验一。第5页，共34页，编辑于2022年，星期三(2)发射极e和集电极c的判别 在三极管的类型和基极确定后，即可分清三极管的另外两个极(脚)。如图123(a)所示，若把已判明了的PNP型三极管基极b与三极管的另外两个极(脚)串接个电阻(20k100k)，若集电极与发射极间加的是

5、正常放大所需极性的电源电压，则IcIB;反之，若电源电压极性相反，则 Icr几乎为0，即IcIcr.因此，当我们用万用表接人NPN型三极管的c和e端时，若黑表棒接c端，而红表棒接e端(万用表内部电源(见图123(b)正好使三极管的c、e端正偏)时，表指针偏转角大(电阻值小)。若将两表棒对调，则三极管的c、e端反偏，表指针偏转角小(电阻值大)，这样就可判NPN型三极管的发射极e和集电极c，如图1.2.3(c)所示。第6页，共34页，编辑于2022年，星期三 对于PNP型三极管的c和e极判断，其方法相同，如图1.2.3(d)所示。第7页，共34页，编辑于2022年，星期三 2三极管输出特性曲线测试

6、三极管输出特性曲线测试 图是图是NPN三极管的共射极输入、输出特三极管的共射极输入、输出特性曲线。由图性曲线。由图(a)可知，输入电压可知，输入电压VBE较小时，基极电流很小，通常可近似认较小时，基极电流很小，通常可近似认为零。当为零。当VBE大于死区电压后，大于死区电压后，IB开始开始上升，并基本上按指数规律变化。死区上升，并基本上按指数规律变化。死区电压的数值，硅管约为电压的数值，硅管约为0.50.7V，锗管，锗管约为约为0.10.3V。第8页，共34页，编辑于2022年，星期三二二 三级管共射伏安特性曲线三级管共射伏安特性曲线iB=iB2iB=iB3vCE饱和区饱和区击穿区击穿区截止区截

7、止区临界饱和线临界饱和线iCV（BR）CEOiB=-ICBOiB=0iB=iB1iB=iB4iB=iB5V（BR）EBOICBOICEOiB(A)0110BEv+CEv_iBiEiC第9页，共34页，编辑于2022年，星期三V（BR）EBOICBOICEOiB(A)01102、三级管共射的输入特性曲线三级管共射的输入特性曲线V（BR）EBOICBOICEOiB(A)0110VA第10页，共34页，编辑于2022年，星期三2、三级管共射的输入特性曲线三级管共射的输入特性曲线V（BR）EBOICBOICEOiB(A)0110第11页，共34页，编辑于2022年，星期三1 共射输出特性曲线：共射输出

8、特性曲线：iB=iB2iB=iB3vCE饱和区饱和区击穿区击穿区截止区截止区临界饱和线临界饱和线iCV（BR）CEOiB=-ICBOiB=0iB=iB1iB=iB4iB=iB5第12页，共34页，编辑于2022年，星期三一般将一般将IBo的区域称为截止区，此时相应的的区域称为截止区，此时相应的Ic也近也近似为零，三极管处于截止状态；在放大区内，每条似为零，三极管处于截止状态；在放大区内，每条曲线近似为水子的直线，即当曲线近似为水子的直线，即当IB一定时，一定时，Ic基本上基本上不随不随VCE的变化而变化，为一恒定值。的变化而变化，为一恒定值。Ic的数值主的数值主要取决于要取决于IB，而且当，而

9、且当IB有一微小的变化量时，相应有一微小的变化量时，相应的的IC变化量要大变化量要大 倍，即倍，即 IcIB，这就体现了，这就体现了三极管的放大作用；饱和区在靠近纵坐标的附三极管的放大作用；饱和区在靠近纵坐标的附近，当近，当Ic改变时，改变时，Ic基本上不随之改变，不受基本上不随之改变，不受IB的控制，这时三极管已失去了放大作用。的控制，这时三极管已失去了放大作用。第13页，共34页，编辑于2022年，星期三测试输出特性曲线的实验线路图见图测试输出特性曲线的实验线路图见图125所示。测量时，固定所示。测量时，固定IB为某一数值，改变为某一数值，改变VCE，测出几组，测出几组VCE和和Ic的数值

10、，就可描绘一条输的数值，就可描绘一条输出特性曲线；将出特性曲线；将IB固定为不同数值，则可测得固定为不同数值，则可测得输出特性曲线簇。输出特性曲线簇。第14页，共34页，编辑于2022年，星期三 3基本放大电路基本放大电路 基本共射放大电路如图基本共射放大电路如图1.2.6所示。要使三极所示。要使三极管起到放大作用，外加电源的极性必须使管起到放大作用，外加电源的极性必须使三极管的发射结处于正向偏置状态，而集电三极管的发射结处于正向偏置状态，而集电结处于反向偏置状态，即结处于反向偏置状态，即VBE0，VBC0。图图1.2.6中，各元件的作用是：中，各元件的作用是：T是是NPN型型的三极管，担负着

11、放大作用；的三极管，担负着放大作用；EC是集电极回是集电极回路的电源，它为输出信号提供能量；路的电源，它为输出信号提供能量；Rc是负是负载电阻，通过它可以把电流的变化转换成电载电阻，通过它可以把电流的变化转换成电压的变化反映在输出端；基极电源压的变化反映在输出端；基极电源EB(由由Ec提供提供)和基极电阻和基极电阻Rb，一方面为发射结提供正，一方面为发射结提供正向偏置电压，同时也决定了基极电流向偏置电压，同时也决定了基极电流IB。C1和和C2隔离直流、通过交流，通常叫隔直电容。隔离直流、通过交流，通常叫隔直电容。第15页，共34页，编辑于2022年，星期三输入电阻：ri=Rb/rbe输出电阻：

12、roRc 基本放大电路静态工作点的设置是否合适，都直接会影响其性能，否则将会产生饱和失真或截止失真。由于工作点选择不当而引起的失真情况如图127所示。第16页，共34页，编辑于2022年，星期三放大电路的输入电阻放大电路的输入电阻ri的实测方法如下的实测方法如下(参见参见图图1.2.6)：当开关当开关K1断开，即及断开，即及R1接人电路中，测得接人电路中，测得Vs和和Vi，即可计算出，即可计算出 输出电阻输出电阻r。的实测方法如下。的实测方法如下(参参见图见图126)：当及当及RL断开时，测得的输出电压为断开时，测得的输出电压为Vo (RL)；当；当RL接人时，测得的输出电压为接人时，测得的输

13、出电压为VoL即可按即可按下式计算出输出电阻下式计算出输出电阻:R0=（Vocc/Vol-1)Rl第17页，共34页，编辑于2022年，星期三三、实验内容和步骤三、实验内容和步骤1三极管的类型和管脚判别三极管的类型和管脚判别判断类型和基极判断类型和基极b a)将三极管插入将三极管插入MES型模拟电子电路实验箱中。型模拟电子电路实验箱中。b)将万用表将万用表(指针式或数字式指针式或数字式)选择在电阻档选择在电阻档RX1k 位置，按图位置，按图1.2.2先将任何一支表棒与管子某一先将任何一支表棒与管子某一管脚固定相接，另一支表棒则分别与其余两脚相管脚固定相接，另一支表棒则分别与其余两脚相碰，若测得

14、的电阻值都很大碰，若测得的电阻值都很大(或很小或很小)；然后，再；然后，再把表笔换过来，重复上述过程把表笔换过来，重复上述过程.第18页，共34页，编辑于2022年，星期三c)若测得的阻值均很小且黑表棒与基极若测得的阻值均很小且黑表棒与基极b相连，相连，红表棒分别与其它两极相连，则此管红表棒分别与其它两极相连，则此管为为NPN型三极管。反之，红表棒与基极型三极管。反之，红表棒与基极b相连，相连，黑表棒与其它两极相连，阻值很小，则此管为黑表棒与其它两极相连，阻值很小，则此管为PNP型三极管。型三极管。判断发射极判断发射极c和集电极和集电极c 判别出管子的类型和基极判别出管子的类型和基极b后，可进

15、一步判后，可进一步判别出其集电极别出其集电极c和发射极和发射极e。a)万用表转换开关置于电阻档万用表转换开关置于电阻档(RXlk)。三极。三极管的基极管的基极b与三极管的另一管脚接与三极管的另一管脚接20k 100k 电阻，万用表两表棒分别接其余两管脚。电阻，万用表两表棒分别接其余两管脚。第19页，共34页，编辑于2022年，星期三2三极管输出特性曲线测试三极管输出特性曲线测试a.改变改变Rw1，使得，使得IB为某一定值，例如为某一定值，例如IB20A，IB=40A，等。等。b.当当IB一定时一定时(IB20A)，改变，改变Rw2，观察电，观察电流、电压表，测量流、电压表，测量VCE和和Ic并

16、记入下表中：并记入下表中：第20页，共34页，编辑于2022年，星期三3基本放大电路 基本放大电路的形式见图基本放大电路的形式见图126。实验。实验时，电路有关参数如下；时，电路有关参数如下；R1=1k，Rw1=470k，Rb1=20k，RW2=2.2k，Rc11k，RL=5.1k，c1=c210F，T为为3DG6，+Ec12V(见图见图128所示所示)。第21页，共34页，编辑于2022年，星期三测试所用管子的测试所用管子的 值值 a)若管子是自行插若管子是自行插入实验板中的针管入实验板中的针管式插座中，则可以式插座中，则可以将管子接到图示仪将管子接到图示仪中测量三极管的中测量三极管的 值。

17、值。b)若管子已焊接在若管子已焊接在实验板上，不能拆实验板上，不能拆下到图示仪中测量，下到图示仪中测量，则可按下述方法则可按下述方法(步骤步骤(c)测得测得 值。值。c)按图按图1.2.8 边线，并把万用表（或数字表）串接边线，并把万用表（或数字表）串接于电路中，调节于电路中，调节Rw1使使IB1=40 A，测得，测得Ic1(VCE=6V);再次调节再次调节Rw1使使IB2=60 A,测测得得Ic2(VCE=6V),则可算出则可算出 值。值。第22页，共34页，编辑于2022年，星期三 测量静态工作点测量静态工作点 a)按图按图1.2.8连线，调节连线，调节Rw1，使，使Vce67V，此时，此

18、时Rw2在最大或最小均町在最大或最小均町(RcRW2十十RC1，RC3.2k 或或Rc1K)。b)转动信号发生器的频率和幅值调节旋钮，转动信号发生器的频率和幅值调节旋钮，使之输出使之输出f=1KHz、5mV的信号。的信号。c)用示波器观察放大器输出信号波形，如用示波器观察放大器输出信号波形，如果输出信号没有失真，则可用数字万用表分果输出信号没有失真，则可用数字万用表分别测量别测量VBEQ、VCEQ、IBQ和和ICQ既可实测，既可实测，也可计算出来。也可计算出来。第23页，共34页，编辑于2022年，星期三基本放大电路实际线路第24页，共34页，编辑于2022年，星期三工作点合理输出波形第25页

19、，共34页，编辑于2022年，星期三截止失真波形第26页，共34页，编辑于2022年，星期三饱和失真波形第27页，共34页，编辑于2022年，星期三2.1 放大电路的工作原理和图解分析放大电路的工作原理和图解分析第28页，共34页，编辑于2022年，星期三第29页，共34页，编辑于2022年，星期三电压放大倍数电压放大倍数(增益增益)当当RL 时，时，V0V；当当RL5.1kn时，时，V0=V计算出电压放大倍数计算出电压放大倍数(增增益益)：AvV0/Vi。a)保证上述静态工作保证上述静态工作点不变点不变Vi=5mV，f1kHz，输出波形不失，输出波形不失真。真。放大器接输入信号放大器接输入信

20、号Vi5mV，f=1kHz,输出接示波输出接示波器。在波形不失真的情况下，分别器。在波形不失真的情况下，分别测量下面两种情况下的输出电压测量下面两种情况下的输出电压Vo：观察工作点对输出观察工作点对输出波形的影响波形的影响:第30页，共34页，编辑于2022年，星期三 b)按表按表1.2.2，分别调节，分别调节Rw1、Rw2，记，记录六种情况下的输出波形的形状，并测量录六种情况下的输出波形的形状，并测量VCEQ值。值。第31页，共34页，编辑于2022年，星期三第32页，共34页，编辑于2022年，星期三五、预习要求五、预习要求1.认真复习教材有关三极管的电流放大认真复习教材有关三极管的电流放

21、大概念、型号及其类型。概念、型号及其类型。2.复习三极管输入、输出特性曲线。复习三极管输入、输出特性曲线。3.掌握基本放大电路的基本组成形式，了掌握基本放大电路的基本组成形式，了解电路哪些参数的变化对放大电路的性解电路哪些参数的变化对放大电路的性能会影响？能会影响？4.阅读阅读MES系列模拟电子电路实验系统使系列模拟电子电路实验系统使用说明，以及本实验中的实验原理和电路用说明，以及本实验中的实验原理和电路这一章节。这一章节。第33页，共34页，编辑于2022年，星期三六、实验报告六、实验报告1.整理实验数据，计算出三极管的整理实验数据，计算出三极管的 值。值。2.画出画出NPN型或型或PNP型三极管的输出特性曲型三极管的输出特性曲线。线。3.计算出放大电路的静态工作点计算出放大电路的静态工作点,并同实并同实测值进行比较。测值进行比较。4.画出在放大电路参数改变的情况下，输出画出在放大电路参数改变的情况下，输出波形失真图形，并分析其失真的原因。波形失真图形，并分析其失真的原因。结束本实验结束本实验第34页，共34页，编辑于2022年，星期三