晶体管应用调试.ppt

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1、电子电路调试与应用电子电路调试与应用情境一情境一 便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试晶体管应用调试晶体管应用调试金华职业技术学院信息工程学院金华职业技术学院信息工程学院 电子技术课程组制电子技术课程组制便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试二极管应用调试二极管应用调试 能用万用表检测二极管性能能用万用表检测二极管性能1 能熟练分析和仿真常用二极管电路能熟练分析和仿真常用二极管电路2 能用万用表测试二极管电路能用万用表测试二极管电路3 能用示波器测试二极管电路能用示波器测试二极管电路4便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管

2、应用调试二极管二极管便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试1.二极管基本特性二极管基本特性图图(a)：灯泡发光灯泡发光,说明电路导通；说明电路导通；图图(b)：二极管管脚调换位置，：二极管管脚调换位置，灯泡不发光，说明灯泡不发光，说明电路断开。电路断开。结论：结论：二极管具有单向导电性二极管具有单向导电性便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试2.半导体二极管的结构与类型半导体二极管的结构与类型二极管的结构示意图二极管的结构示意图正极正极负极负极二极管的电路符号二极管的电路符号二极管类型二极管类型按材料分按材料分硅二极管硅二

3、极管锗二极管锗二极管砷化镓二极管砷化镓二极管按结构分按结构分点接触型点接触型面接触型面接触型平面型平面型二极管结构二极管结构按用途分按用途分稳压二极管稳压二极管整流二极管整流二极管发光二极管发光二极管开关二极管等开关二极管等便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试2.半导体二极管的结构与类型半导体二极管的结构与类型二极管类型二极管类型点接触型点接触型正极正极引线引线触丝触丝N型锗片型锗片外壳外壳负极负极引线引线负极引线负极引线 面接触型面接触型N型锗型锗PN结结 正极引线正极引线铝合金铝合金小球小球底座底座金锑金锑合金合金正极正极引线引线负极负极引线引线集成电

4、路中平面型集成电路中平面型pNP型支持衬底型支持衬底不能承受大电流和高不能承受大电流和高的反向电压，但是极的反向电压，但是极间电容小，适用于间电容小，适用于高高频频电路。电路。能承受大电流和高的反向能承受大电流和高的反向电压，但极间电容大，适电压，但极间电容大，适用于用于低频低频电路，主要用于电路，主要用于整流电路。整流电路。便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试2.半导体二极管的结构与类型半导体二极管的结构与类型二极管命合方法二极管命合方法第一部分第一部分数字数字电极数电极数2二极管二极管第二部分第二部分第三部分第三部分字母字母(汉拼汉拼)材料材料A 锗材

5、料锗材料B 锗材料锗材料C 硅材料硅材料D 硅材料硅材料字母字母(汉拼汉拼)器件类型器件类型P 普通管普通管W 稳压管稳压管Z 整流管整流管K 开关管开关管U 光电管光电管例如：例如：2CP 2AP 2CZ 2CW第四部分第四部分数字数字器件序号器件序号第五部分第五部分字母字母(汉拼汉拼)规格号规格号便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试3.二极管的伏安特性与主要参数二极管的伏安特性与主要参数二极管伏安特性二极管伏安特性死区电压死区电压硅管硅管0.6V锗管锗管0.2V导通压降导通压降硅管硅管0.60.7V锗管锗管0.20.3V反向击穿电压反向击穿电压UBR反

6、向电流反向电流急剧增大急剧增大iD 急剧上升急剧上升便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试3.二极管的伏安特性与主要参数二极管的伏安特性与主要参数二极管主要参数二极管主要参数IF 最大整流电流：最大整流电流：二极管长期运行时，二极管长期运行时，允许通过管子的最大正向平均电流。允许通过管子的最大正向平均电流。URM 最高反向工作电压：最高反向工作电压：允许加在允许加在二极管上反向电压的最大值二极管上反向电压的最大值，为，为U(BR)/2。IR 反向饱和电流反向饱和电流：在室温下，二极管两端加上规定反：在室温下，二极管两端加上规定反向电压时的反向电流。越小单向导

7、电性越好。向电压时的反向电流。越小单向导电性越好。fM 最高工作频率：最高工作频率：超过时单向导电性变差。超过时单向导电性变差。iDuDU(BR)I FURM便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试3.二极管的伏安特性与主要参数二极管的伏安特性与主要参数二极管主要参数二极管主要参数温度对二极管特性的影响温度对二极管特性的影响604020 0.02O 0.42550iD/mAuD/V20 C90 CT升高时升高时UD(on)以以 2 2.5 mV/C下下降降反向电流会急剧增加反向电流会急剧增加 便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应

8、用调试4.二极管识别与检测二极管识别与检测目测判别极性目测判别极性触丝触丝半导体片半导体片便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试4.二极管识别与检测二极管识别与检测用万用表检测二极管用万用表检测二极管在在 R 1k 挡进行测量，测量时手不要接触引脚挡进行测量，测量时手不要接触引脚红红表笔是表笔是(表内表内)负极负极,黑黑表笔是表笔是(表内表内)正极正极 1k 0 0 0一般硅管正向电阻为几千欧一般硅管正向电阻为几千欧锗管正向电阻为几百欧锗管正向电阻为几百欧正反电阻相差不大为劣质管正反电阻相差不大为劣质管正反电阻都是无穷大或零正反电阻都是无穷大或零则二极管内部

9、断路或短路则二极管内部断路或短路便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试5.二极管电路分析二极管电路分析二极管的理想模型二极管的理想模型二极管：二极管：死区电压死区电压=0.5V，正向压，正向压降降 0.7V(硅二极管硅二极管)理想模型：理想模型：死区电压死区电压=0，正向压降，正向压降=0 uDiD正偏导通，正偏导通，uD=0 反偏截止，反偏截止，iD=0工程实践中，当二极管的正向压降工程实践中，当二极管的正向压降远小于和它串联的电压，反向电流远远小于和它串联的电压，反向电流远小于和它并联的电流时，认为二极管小于和它并联的电流时，认为二极管是理想的。是理想的

10、。二极管的恒压源模型二极管的恒压源模型uDiDUD(on)uD=UD(on)0.7 V(Si)0.2 V(Ge)便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试5.二极管电路分析二极管电路分析例例硅二极管，硅二极管，R=2k，分别用二极管理想模型和恒压降，分别用二极管理想模型和恒压降模型求出模型求出VDD=2V 和和 VDD=10V 时时 IO 和和 UO 的值。的值。UOVDDIOR解解二极管导通二极管导通理想理想IO=VDD/R=1(mA)UO=VDD=2V恒压降恒压降 UO=VDD UD(on)=2 0.7=1.3(V)IO=UO/R=0.65(mA)VDD=2

11、V 时时VDD=10V时时 理想理想IO=VDD/R=5(mA)恒压降恒压降 UO=10 0.7=9.3(V)IO=9.3/2=4.65(mA)结论：结论：VDD 大采用理想模型大采用理想模型VDD 小用恒压降模型小用恒压降模型便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试5.二极管电路分析二极管电路分析例例试求电路中电流试求电路中电流 I1、I2、IO和输出电压和输出电压UO的值。的值。解解假设假设二极管断开二极管断开UP=15VUP UN二极管导通二极管导通等效为等效为0.7 V 的恒压源的恒压源 UO=VDD1 UD(on)=15 0.7=14.3(V)IO=

12、UO/RL=4.8(mA)I2=(UO VDD2)/R=2.3(mA)I1=IO+I2=4.8+2.3=7.1(mA)VDD1VDD2UORLR1k 3k IOI1I215V12VPN便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试5.二极管电路分析二极管电路分析例例选择二极管限流电阻选择二极管限流电阻RUIUVIV步骤：步骤：1.设定工作电压设定工作电压2.（如（如0.7 V;2 V(LED);UZ）2.确定工作电流（如确定工作电流（如1 mA;10 mA;5 mA）3.根据欧姆定律求电阻根据欧姆定律求电阻 R=（UI UV）/IV（R要选择标称值）要选择标称值）便

13、携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试6.二极管应用二极管应用单相半波整流单相半波整流RLuiuouiuott切换到切换到EWB环境环境观察半波整流波形观察半波整流波形便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试6.二极管应用二极管应用桥式整流电路桥式整流电路uO便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试6.二极管应用二极管应用桥式整流电路桥式整流电路uO切换到切换到EWB环境环境观察桥式整流波形观察桥式整流波形便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试6.二极管应用

14、二极管应用单向限幅电路单向限幅电路切换到切换到EWB环境环境观察波形观察波形5V二极管截止二极管截止二极管导通二极管导通便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试6.二极管应用二极管应用双向限幅电路双向限幅电路切换到切换到EWB环境环境观察波形观察波形便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试6.二极管应用二极管应用双向限幅电路双向限幅电路 两只反向并联的二极管起限幅两只反向并联的二极管起限幅保护保护作用，使加在运算放作用，使加在运算放大器反相端的输入电压不超过二极管的阈值电压大器反相端的输入电压不超过二极管的阈值电压(或导通电或

15、导通电压压)，以免过高输入电压损坏集成运放。，以免过高输入电压损坏集成运放。便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试6.二极管应用二极管应用二极管的开关作用二极管的开关作用UAUBUOR3k 12VVDDV1V2BAY输入电压输入电压理想二极管理想二极管输出输出电压电压UAUBV1V20V0V正偏正偏导通导通正偏正偏导通导通0V0V5V正偏正偏导通导通反偏反偏截止截止0V5V0V反偏反偏截止截止正偏正偏导通导通0V5V5V正偏正偏导通导通正偏正偏导通导通5V与门与门便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试6.二极管应用二极管应

16、用二极管的开关作用二极管的开关作用输入电压输入电压理想二极管理想二极管输出输出电压电压UAUBV1V20V0V反偏反偏截止截止反偏反偏截止截止0V0V5V反偏反偏截止截止正偏正偏导通导通5V5V0V正偏正偏导通导通反偏反偏截止截止5V5V5V正偏正偏导通导通正偏正偏导通导通5V或门或门便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试6.二极管应用二极管应用克服交越失真克服交越失真便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试6.二极管应用二极管应用克服交越失真克服交越失真闭合开关，二极管不起作用闭合开关，二极管不起作用断开开关，二极管起作用

17、断开开关，二极管起作用便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试7.特殊二极管特殊二极管稳压二极管稳压二极管iZ/mAuZ/VO UZ IZmin IZmax UZ IZ IZ符号符号特性特性工作条件：工作条件：反向击穿反向击穿1.稳定电压稳定电压 UZ：流过规定电压时稳：流过规定电压时稳压管两端的反向电压值。压管两端的反向电压值。2.稳定电流稳定电流 IZ：越大稳压效果越好，：越大稳压效果越好，小于小于Imin时不稳压。时不稳压。3.最大工作电流最大工作电流 IZMP ZM=UZ IZ5.动态电阻动态电阻 rZ=UZ/IZ 越小稳压效果越好，几越小稳压效果越好

18、，几 几十几十。4.最大耗散功率最大耗散功率 PZM便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试7.特殊二极管特殊二极管-稳压二极管稳压二极管例例分析简单稳压电路的工作原理，分析简单稳压电路的工作原理，R为限流电阻。为限流电阻。UIUORRLILIRIZ解解IR=IZ+ILUO=UI IR RiZ/mAuZ/VO UZ IZmin IZmax IZ当当UI 波动时波动时(RL不变不变)当当 RL 变化时（变化时（UI 不变）不变）反之亦然反之亦然便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试7.特殊二极管特殊二极管-稳压二极管稳压二极管

19、稳压二极管应用稳压二极管应用高电压到低电压转换高电压到低电压转换比较器输出限幅比较器输出限幅便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试7.特殊二极管特殊二极管发光二极管发光二极管LED(Light Emitting Diode)工作条件：工作条件：正偏正偏一般工作电流几十一般工作电流几十mA，导通电压导通电压1 2V符号符号u/Vi /mAO2特性特性发光类型：发光类型：可见光：可见光：红、黄、绿红、黄、绿不可见光：不可见光：红外光红外光便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试7.特殊二极管特殊二极管发光二极管发光二极管LED(

20、Light Emitting Diode)显示类型：显示类型：普通普通LED点阵点阵LED七段七段LED便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试7.特殊二极管特殊二极管-发光二极管发光二极管发光二极管应用：输出电平指示发光二极管应用：输出电平指示输入为高电平时，经过非门变成低电输入为高电平时，经过非门变成低电平，发光二极管反向截止，不亮；平，发光二极管反向截止，不亮；输入为低电平时，经过非门变成高电输入为低电平时，经过非门变成高电平，发光二极管正向导通，亮。平，发光二极管正向导通，亮。输入为高电平时，经过非门变成低电输入为高电平时，经过非门变成低电平，发光二极

21、管正向导通，亮；平，发光二极管正向导通，亮；输入为低电平时，经过非门变成高电输入为低电平时，经过非门变成高电平，发光二极管反向截止，不亮。平，发光二极管反向截止，不亮。便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试7.特殊二极管特殊二极管-发光二极管发光二极管发光二极管应用：电源指示电路发光二极管应用：电源指示电路便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试7.特殊二极管特殊二极管-发光二极管发光二极管发光二极管应用：红外发光二极管发送器发光二极管应用：红外发光二极管发送器便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体

22、管应用调试7.特殊二极管特殊二极管光敏二极管光敏二极管符号符号特性特性uiO暗电流暗电流E=200 lxE=400 lx工作条件：工作条件：反偏反偏便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试三极管应用调试三极管应用调试 能用万用表检测三极管性能、判别极性能用万用表检测三极管性能、判别极性1 能熟练分析和仿真常用三极管电路能熟练分析和仿真常用三极管电路2 能用万用表测试三极管电路能用万用表测试三极管电路3 能用示波器测试三极管电路能用示波器测试三极管电路4便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试1.三极管结构与符号三极管结构与符号

23、NNP发射极发射极E基极基极B集电极集电极C发射结发射结集电结集电结 基区基区 发射区发射区 集电区集电区emitterbasecollectorNPN型型ECBPPNEBCECBPNP型型便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试2.三极管工作状态三极管工作状态三种工作状态三种工作状态放大放大截止截止饱和导通饱和导通三极管放大条件三极管放大条件内部条件内部条件BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极基区：较薄，掺基区：较薄，掺杂浓度低杂浓度低集电区：集电区：面积较大面积较大发射区：掺发射区：掺杂浓度较高杂浓度较高便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试

24、-晶体管应用调试晶体管应用调试2.三极管工作状态三极管工作状态三极管放大条件三极管放大条件外部条件外部条件发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏UCUBUEBECIBIEICBECIBIEICUEUBUC放大状态下电流放大状态下电流分配关系分配关系BECIBIEIC便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试2.三极管工作状态三极管工作状态三极管饱和导通条件三极管饱和导通条件UCE UBE IBICUCE 0.3VBECIBIEIC发射结正偏发射结正偏集电结正偏集电结正偏便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试2.三极管工作状态

25、三极管工作状态三极管截止条件三极管截止条件发射结反偏（也可为零偏）发射结反偏（也可为零偏）集电结反偏集电结反偏BECIBIEICIB=0IC=ICEO 0UBEIC，UCE 0.3V(3)截止：截止：UBE T2iB=0T2 便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试4.三极管识别与检测三极管识别与检测目测判别极性目测判别极性EBCE B CEBCBEC便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试4.三极管识别与检测三极管识别与检测万用表检测万用表检测2.用万用表电阻挡测量三极管的好坏用万用表电阻挡测量三极管的好坏PN结正偏时电阻值

26、较小结正偏时电阻值较小(几千欧以下几千欧以下)反偏时电阻值较大反偏时电阻值较大(几百千欧以上几百千欧以上)1.插入三极管挡插入三极管挡(hFE)，测量，测量 值或判断管型及管脚值或判断管型及管脚三颠倒，找基极三颠倒，找基极三颠倒，找基极三颠倒，找基极3.三极管极性、类型判别三极管极性、类型判别PNPN结，定管型结，定管型结，定管型结，定管型顺箭头，偏转大顺箭头，偏转大顺箭头，偏转大顺箭头，偏转大 1k 0便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试4.三极管识别与检测三极管识别与检测指针式万用表指针式万用表红红表笔是表笔是(表内表内)负极负极,黑黑表笔是表笔是(表

27、内表内)正正极极 1kBEC 1kBEC数字式万用表数字式万用表红红表笔是表笔是(表内表内)正极正极,黑黑表笔是表笔是(表内表内)负极负极便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试4.三极管识别与检测三极管识别与检测三极管选用三极管选用1.根据电路工作要求选择高、低频管根据电路工作要求选择高、低频管2.根据电路工作要求选择根据电路工作要求选择PCM、ICM、U(BR)CEO 应保证：应保证：3.一般三极管的一般三极管的 值在值在40100之间为好之间为好,9013、9014等等低噪声、高低噪声、高 的管子不受此限制的管子不受此限制.4.穿透电流穿透电流 ICEO

28、越小越好，硅管比锗管的小越小越好，硅管比锗管的小PC PC ICM C U（BR）CEO C便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试5.三极管电路分析三极管电路分析基本思想基本思想根据叠加定理，分别分析电路中的交、直流成分根据叠加定理，分别分析电路中的交、直流成分直流通路直流通路(ui=0)称为称为静态静态 交流通路交流通路(ui 0,动态动态)只考虑变化的电压和电流只考虑变化的电压和电流基本方法基本方法图解法：图解法：在输入、输出特性图上画交、直流负载线，求在输入、输出特性图上画交、直流负载线，求静态工作点静态工作点“Q”，分析动态波形及失真等。，分析动态波

29、形及失真等。解析法：解析法：根据发射结导通压降估算根据发射结导通压降估算“Q”用小信号等效电路法分析计算电路动态参数。用小信号等效电路法分析计算电路动态参数。便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试5.三极管电路分析三极管电路分析电量符号表示规则电量符号表示规则A AA大写大写表示电量与时间无关表示电量与时间无关（直流、平均值、有效值）（直流、平均值、有效值）A小写小写表示电量随时间变化表示电量随时间变化（瞬时值）（瞬时值）大写大写表示直流量或总电量表示直流量或总电量（总最大值，总瞬时值）（总最大值，总瞬时值）小写小写表示交流分量表示交流分量总瞬时值总瞬时值直

30、流量直流量交流瞬时值交流瞬时值交流有效值交流有效值直流量往往在下标中加注直流量往往在下标中加注QA 主要符号主要符号 A 下标符号下标符号tuo便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试5.三极管电路分析三极管电路分析-图解分析法图解分析法直流分析直流分析+RBRC+uCE+uBE +VCCVBB3V5ViBiC输入直流负载线方程输入直流负载线方程:uCE=VCC iC RCuBE=VBB iBRB输出直流负载线方程输出直流负载线方程:输入回路图解输入回路图解QuBE/ViB/A静态工作点静态工作点VBBVBB/RB115k UBEQIBQ0.720输出回路图解

31、输出回路图解uCE/ViC/mAVCCVCC/RCiB=20 A1k Q23UCEQICQ便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试5.三极管电路分析三极管电路分析-图解分析法图解分析法电路参数对静态工作点的影响电路参数对静态工作点的影响1.改变改变RB，其它参数不变，其它参数不变uBEiBuCEiCVCCVBBVBBRBQQR B iB Q 趋近截止区趋近截止区R B iB Q 趋近饱和区趋近饱和区uBE=VBB iBRBuCE=VCC iC RC便携式喊话器制作与调试便携式喊话器制作与调试-晶体管应用调试晶体管应用调试5.三极管电路分析三极管电路分析-图解分析法图解分析法电路参数对静态工作点的影响电路参数对静态工作点的影响2.改变改变RC，其它参数不变，其它参数不变uBE=VBB iBRBuCE=VCC iC RCRC Q 趋近饱和区趋近饱和区iCuBEiBuCEVCCUCEQQQICQVCCRC