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1、 三极管的发展与应用摘要 三极管至从从出现以来,以以简单的构造造,广泛的的运用,为为集成电路的高速速发展做出了卓卓越的贡献。并为计计算机的诞生铺平了道路路。真空三三极管的发发明,不仅成为真空电子学的开端,也是是电子学历史的开端,推动了人类文明的进程。关键词:三三极管,集集成电路,计算机技术。The ttriodde too sinnce hhas aappeaared, takke thhe siimplee strructuure, the wideespreead uutiliizatiion, makees ass inttegraated circcuits hiigh sspeedd
2、 devveloppmentt thee remmarkaable conttribuutionn,andd pavved tthe wway ffor ccompuuters biirth. Vacuuum ttrioddes inveentioon, nnot oonly becoomes the vacuuum eelecttroniics tthe bbeginnningg, buut allso eelecttroniics hhistoory bbeginnningg, prromotted tthe hhumann cullturee advvanceementt.Key wwo
3、rd: triiode, inttegraated circcuit, commputeer teechnoologyy目录:诸论第一章,三三极管的历历史第二章,三三极管的概概念及主要要分类第三章,三三极管的工工作原理1工作原原理:2三极管管的特性曲曲线:a输入特特性 bb、输出特性 3.工作特特性及参数数:4. 判断断基极和三三极管的类类型第四章,三三极管的应应用及发展1,三极管管的应用2,三极管管的发展趋势结论正文诸论:三极管发明明于20世世纪初期,它它的出现产产生了第三三次工业革命的契契机,至从从它广泛运运用于社会会生活以来来,在计算机发明问世以来,短短短半个世世纪,人类文明迅速速又电气
4、时代走向自自动化时代,三极极管在计算机技术力的广泛泛运用,才才又了集成成技术的空前发展,计算机迅速速走向社会会大众,为为人民的生生活飞速发展产生了不可可磨灭的贡献,而三三极管的特特性使其仍仍然具有广广泛的发展前景,因因此研究三三极管的发发展与应用不仅有极为重要的学学术意义还有广泛泛的社会意意义,本文将将从三极管管的历史以及其其工作原理理及应用上详细系统的论证其广阔的前景以以及重要的的发展意义。 第一页第一章:三极管的发发明历史 11906年年10月225日,美美国科学家家德福雷斯特特申请了真空三三极管放大大器的专利,第二二天又向美美国电气工程师协协会提交了了关于三级管放大器器的论文。他的的专利
5、于19007年1月月15日被被批准。 福福雷斯特的的真空三级级管建立在在前人发明的真空空二极管的的技术基础之上。19904年,英英国伦敦大学的的弗莱明发发明了真空空二极管(VVacuuum Diiode Tubee)。真空空二极管只只能单向导电,可以以对交流电流进行整流,或或者对信号进行检波,但是是它不能对对信号进行放大。没没有能够放大信号号的器件,电子技术就无法继续发展。为了提高真真空二极管管检波灵敏度度,福雷斯斯特在玻璃璃管内添加加了一种栅栅栏式的金金属网,形形成电子管的第第三个极。他他惊讶地看到,这这个“栅极”仿佛就像像百叶窗,能能控制阴极与屏极极之间的电子流;只只要栅极有微弱弱电流通过
6、,就可在在屏极上获获得较大的电流,而且且波形与栅栅极电流完全一一致。也就就是说,在弗莱莱明的真空空二极管中中增加了一一个电极,就成成了能够起放大作作用的新器器件,他把把这个新器件件命名为三极管(TTriodde)。 图1-1 真空三极极管除了可可以处于“放大”状态外,还可分别处于“饱和”与“截止”状态。“饱和”即从阴极(或者者叫发射极,eemittter)到到屏极(eeveloope)的的电流完全导通,相当当于开关开开启;“截止”即从阴极到屏极极没有电流流过,相当于于开关关闭闭。两种状态可以通过调调整栅极上的电压压进行控制制。因此真真空三极管管可以充当当开关器件,其其速度要比比继电器快成成千上
7、万倍倍。第二章:三极管概念念及主要分分类。概念:半导体三极极管也称双双极型晶体体管,晶体体三极管,简称三极管管,是一种种电流控制制电流的半导体器件.作用: 把微弱信号号放大成辐辐值较大的的电信号, 也用作无无触点开关关. 第第二页分类: aa.按材质质分: 硅硅管、锗管b.按按结构分: NPN 、 PNNPc.按按功能分: 开关管、功功率管、达达林顿管、光敏敏管等.第三章:三极管的工工作原理及及主要参数数1.工作原原理: 晶晶体三极管管(以下简简称三极管管)按材料料分有两种种:锗管和硅管管。而每一种又有NPPN和PNNP两种结结构形式,但但使用最多多的是硅NNPN和PPNP两种种三极管,两两者
8、除了电电源极性不不同外,其其工作原理理都是相同同的,下面面仅介绍NNPN硅管管的电流放放大原理。 对于NPNN管,它是是由2块NN型半导体体中间夹着着一块P型型半导体所所组成,发发射区与基基区之间形形成的PNN结称为发发射结,而而集电区与与基区形成成的PN结结称为集电电结,三条条引线分别别称为发射射极e、基基极b和集集电极。 当b点电电位高于ee点电位零零点几伏时时,发射结结处于正偏偏状态,而而C点电位位高于b点电位几几伏时,集集电结处于于反偏状态态,集电极极电源Ecc要高于基基极电源EEbo。 在制造三三极管时,有有意识地使使发射区的的多数载流流子浓度大大于基区的的,同时基基区做得很很薄,而
9、且且,要严格格控制杂质质含量,这这样,一旦旦接通电源源后,由于于发射结正确,发发射区的多多数载流子子(电子)极极基区的多多数载流子子(控穴)很很容易地截截越过发射射结构互相相向反方各各扩散,但但因前者的的浓度基大大于后者,所所以通过发发射结的电电流基本上上是电子流流,这股电电子流称为为发射极电电流Ie。 由于基基区很薄,加上集电电结的反偏偏,注入基基区的电子子大部分越越过集电结结进入集电电区而形成成集电集电电流Ic,只只剩下很少少(1-110%)的的电子在基基区的空穴穴进行复合合,被复合合掉的基区区空穴由基基极电源EEb重新补补纪念给,从从而形成了了基极电流流Ibo根根据电流连连续性原理理得:
10、 Ie=Ib+IIc 第三页这就是说,在在基极补充充一个很小小的Ib,就就可以在集集电极上得得到一个较较大的Ic,这就就是所谓电电流放大作作用,Icc与Ib是是维持一定定的比例关关系,即: 11=Ic/Ib 式中:-称为为直流放大大倍数, 集电极电电流的变化化量Ic与基基极电流的的变化量Ib之比比为: = IIc/Ib 式中-称为为交流电流流放大倍数数,由于低低频时1和的数值相相差不大,所所以有时为为了方便起起见,对两两者不作严严格区分,值约为几十至一百多。 三极管管是一种电电流放大器器件,但在在实际使用用中常常利利用三极管管的电流放放大作用,通通过电阻转转变为电压压放大作用用。图一是NPPN
11、管的结结构图,它它是由2块块N型半导导体中间夹夹着一块PP型半导体体所组成,从从图可见发发射区与基基区之间形形成的PNN结称为发发射结,而而集电区与与基区形成成的PN结结称为集电电结,三条条引线分别别称为发射射极e、基基极b和集集电极。 当b点电位位高于e点点电位零点点几伏时,发发射结处于于正偏状态态,而C点点电位高于于b点电位位几伏时,集集电结处于于反偏状态态,集电极极电源Ecc要高于基基极电源EEbo。 在制造三极极管时,有有意识地使使发射区的的多数载流流子浓度大大于基区的的,同时基基区做得很很薄,而且且,要严格格控制杂质质含量,这这样,一旦旦接通电源源后,由于于发射结正正确,发射射区的多
12、数数载流子(电电子)极基基区的多数数载流子(控控穴)很容容易地截越越过发射结结构互相向向反方各扩扩散,但因因前者的浓浓度基大于于后者,所所以通过发发射结的电电流基本上上是电子流流,这股电电子流称为发射极极电流Iee。 由于基区很很薄,加上上集电结的的反偏,注注入基区的的电子大部部分越过集集电结进入入集电区而而形成集电电集电流IIc,只剩剩下很少(11-10%)的电子子在基区的的空穴进行行复合,被被复合掉的的基区空穴穴由基极电电源Eb重重新补纪念念给,从而而形成了基基极电流IIbo根据据电流连续续性原理得得: Ie=Ibb+Ic 这就是说,在在基极补充充一个很小小的Ib,就就可以在集集电极上得得
13、到一个较较大的Icc,这就是是所谓电流流放大作用用,Ic与与Ib是维维持一定的的比例关系系,即: 1=Icc/Ib 式中:-称为直直流放大倍倍数, 集电极电流流的变化量量Ic与基基极电流的的变化量Ib之比比为: = IIc/Ib 式中-称为交流流电流放大大倍数,由由于低频时时1和的数值相相差不大,所所以有时为为了方便起起见,对两两者不作严严格区分,值约为几十至一百多。 三极管是一一种电流放放大器件,但但在实际使使用中常常常利用三极极管的电流流放大作用用,通过电电阻转变为为电压放大大作用。 第四页3,三极管管的特性曲曲线 a、输入特特性 图2 (bb)是三极极管的输入入特性曲线线,它表示示Ib随
14、UUbe的变变化关系,其其特点是:1)当Uce在在0-2伏伏范围内,曲曲线位置和和形状与UUce 有有关,但当当Uce高高于2伏后后,曲线UUce基本无关通通常输入特特性由两条条曲线(和)表示即即可。 2)当UbbeUbbeR时,IIbO称(00UbeeR)的区区段为“死区”当UbeeUbeeR时,IIb随Ube增加加而增加,放放大时,三三极管工作作在较直线线的区段。 3)三极管管输入电阻阻,定义为为: rbe=(Ube/Ib)QQ点,其估估算公式为为: rbe=rrb+(+1)(26毫伏伏/Ie毫毫伏) rb为三极极管的基区区电阻,对对低频小功功率管,rrb约为3300欧。 第四四页b、输出
15、特特性 输输出特性表表示Ic随随Uce的的变化关系系(以Ibb为参数)从从图2(CC)所示的的输出特性性,可见,它它分为三个个区域:截截止区、放放大区和饱饱和区。 截止区 当当Ube0时,则则Ib0,发射射区没有电电子注入基基区,但由由于分子的的热运动,集集电集仍有有小量电流流通过,即即Ic=IIceo称称为穿透电电流,常温温时Iceeo约为几几微安,锗锗管约为几几十微安至至几百微安安,它与集集电极反向向电流Iccbo的关关系是: Iceo=(1+)Icbbo 常温时硅管管的Icbbo小于11微安,锗锗管的Iccbo约为为10微安安,对于锗锗管,温度度每升高112,Icbbo数值增增加一倍,而
16、而对于硅管管温度每升升高8,Icbbo数值增增大一倍,虽虽然硅管的的Icboo随温度变变化更剧烈烈,但由于于锗管的IIcbo值值本身比硅硅管大,所所以锗管仍仍然受温度度影响较严严重的管,放放大区,当当晶体三极极管发射结结处于正偏偏而集电结结于反偏工工作时,IIc随Ibb近似作线线性变化,放放大区是三三极管工作作在放大状状态的区域域。 饱和区当发发射结和集集电结均处处于正偏状状态时,IIc基本上上不随Ibb而变化,失失去了放大大功能。根根据三极管管发射结和和集电结偏偏置情况,可可能判别其其工作状态态。综上所述,三三极管的基基本特点为为发射区很厚厚,掺杂浓浓度最高; 基区很薄,掺掺杂浓度最最小;
17、集电区很厚厚,掺杂浓浓度比较高高。 当b极电位位总是高于于e极电位位,c极电电位总是高高于b极电电位时,该该三极管一一定处于放放大状态。 3, 工作作特性及参数数: aa. 特征征频率fTT:当f= fT时时,三极管管完全失去去电流放大大功能.如如果工作频频率大于ffT,电路路将不正常常工作.b. 工作电压压/电流:用这个参参数可以指指定该管的的电压电流流使用范围围.c. hFE:电流放大大倍数.d. VCEOO:集电极极发射极反反向击穿电电压,表示示临界饱和和时的饱和和电压.e. PCM:最大允许许耗散功率率.f. 封装装形式:指指定该管的的外观形状状,如果其其它参数都都正确,封封装不同将将
18、导致组件件无法在正正确范围内内使用。4, 判断断基极和三三极管的类类型 先假设设三极管的的某极为“基极”,将黑表表笔接在假假设基极上上,再将红红表笔依次次接到其余余两个电极极上,若两两次测得的的电阻都大大(约几KK到几十KK),或者者都小(几几百至几KK),对换换表笔重复复上述测量量,若测得得两个阻值值相反(都都很小或都都很大),则可确定定假设的基基极是正确确的,否则则另假设一一极为“基极”,重复上上述测试,以确定基基极.当基极确定定后,将黑黑表笔接基基极,红表表笔笔接基基它两极若若测得电阻阻值都很少少,则该三三极管为PPNP,反反之为NPPN.判断集电极极C和发射射极E,以以NPN为为例:
19、第第五页把黑表表笔接至假假充的集电电极C,红红表笔接到到假设的发发射极E,并用手捏捏住B和CC极,读出出表头所示示C,E电电阻值,然然后将红,黑表笔反反接重测.若第一次次电阻比第第二次小,说明原假假设成立.晶体体体三极管的的结构和类类型 晶体三三极管,是是半导体基基本元器件件之一,具具有电流放放大作用,是是电子电路路的核心元元件。三极极管是在一一块半导体体基片上制制作两个相相距很近的的PN结,两两个PN结结把正块半半导体分成成三部分,中中间部分是是基区,两两侧部分是是发射区和和集电区,排排列方式有有PNP和和NPN两两种, 从三个个区引出相相应的电极极,分别为为基极b发发射极e和和集电极cc。
20、 发射区区和基区之之间的PNN结叫发射射结,集电电区和基区区之间的PPN结叫集集电极。基基区很薄,而而发射区较较厚,杂质质浓度大,PPNP型三三极管发射射区发射射的是空空穴,其移移动方向与与电流方向向一致,故故发射极箭箭头向里;NPN型型三极管发发射区发发射的是是自由电子子,其移动动方向与电电流方向相相反,故发发射极箭头头向外。发发射极箭头头向外。发发射极箭头头指向也是是PN结在在正向电压压下的导通通方向。硅硅晶体三极极管和锗晶晶体三极管管都有PNNP型和NNPN型两两种类型。 三极管管的封装形形式和管脚脚识别 常用三三极管的封封装形式有有金属封装装和塑料封封装两大类类,引脚的的排列方式式具有
21、一定定的规律, 底视图图位置放置置,使三个个引脚构成成等腰三角角形的顶点点上,从左左向右依次次为e bb c;对对于中小功功率塑料三三极管按图图使其平面面朝向自己己,三个引引脚朝下放放置,则从从左到右依依次为e b c。 目前,国国内各种类类型的晶体体三极管有有许多种,管管脚的排列列不尽相同同,在使用用中不确定定管脚排列列的三极管管,必须进进行测量确确定各管脚脚正确的位位置,或查查找晶体管管使用手册册,明确三三极管的特特性及相应应的技术参参数和资料料。 三极管管的管型及及管脚的判判别是电子子技术初学学者的一项项基本功,为为了帮助读读者迅速掌掌握测判方方法,总结结出四句口口诀:“三颠倒,找找基极
22、;PPN结,定定管型;顺顺箭头,偏偏转大;测测不准,动动嘴巴。”下面让我我们逐句进进行解释吧吧。1. 三颠倒,找找基极大家知知道,三极极管是含有有两个PNN结的半导导体器件。根根据两个PPN结连接接方式不同同,可以分分为NPNN型和PNNP型两种种不同导电电类型的三三极管。 测试三极管管要使用万万用电表的的欧姆挡,并并选择R100或或R1k挡位位。对于指指针式万用用电表有,其其红表笔所所连接的是是表内电池池的负极,黑黑表笔则连连接着表内内电池的正正极。假定定我们并不不知道被测测三极管是是NPN型型还是PNNP型,也也分不清各各管脚是什什么电极。测测试的 第第一步是判判断哪个管管脚是基极极。 第
23、六页这时,我们们任取两个个电极(如如这两个电电极为1、22),用万万用电 表表两支表笔笔颠倒测量量它的正、反反向电阻,观观察表针的的偏转角度度;接着,再再取1、33两个电极极和 2、33两个电极极,分别颠颠倒测量它它们的正、反反向电阻,观观察表针的的偏转角度度。在这三三次颠倒测测 量中,必必然有两次次测量结果果相近:即即颠倒测量量中表针一一次偏转大大,一次偏偏转小;剩剩下一次必必 然是颠颠倒测量前前后指针偏偏转角度都都很小,这这一次未测测的那只管管脚就是我我们要寻找找的基极。 2.PPN结,定定管型找出三三极管的基基极后,我我们就可以以根据基极极与另外两两个电极之之间PN结结的方向来来确定管子
24、子的导电类类型。将万万用表的黑黑表笔接触触基极,红红表笔接触触另外两个个电极中的的任一电极极,若表头头指针偏转转角度很大大,则说明明被测三极极管为NPPN型管;若表头指指针偏转角角度很小,则则被测管即即为PNPP型。3.顺顺箭头,偏偏转大找出了了基极b,另另外两个电电极哪个是是集电极cc,哪个是是发射极ee呢?这时时我们可以以用测穿透透电流ICCEO的方方法确定集集电极c和和发射极ee。(1)对于NPPN型三极极管,由NNPN型三三极管穿透透电流的流流向原理,用用万用电表表的黑、红红表笔颠倒倒测量两极极间的正、反反向电阻RRce和RRec,虽虽然两次测测量中万用用表指针偏偏转角度都都很小,但但
25、仔细观察察,总会有有一次偏转转角度稍大大,此时电电流的流向向一定是:黑表笔c极b极e极红表笔,电电流流向正正好与三极极管符号中中的箭头方方向一致,所所以此时黑黑表笔所接接的一定是是集电极cc,红表笔笔所接的一一定是发射射极e。(2)对于PNNP型的三三极管,道道理也类似似于NPNN型,其电电流流向一一定是:黑黑表笔e极b极 c极极红表笔,其其电流流向向也与三极极管符号中中的箭头方方向一致,所所以此时黑黑表笔所接接的一 定定是发射极极e,红表表笔所接的的一定是集集电极c。4.测测不出,动动嘴巴若在“顺箭头,偏偏转大”的测量过过程中,若若由于颠倒倒前后的两两次测量指指针偏转均均太小难以以区分时,就
26、就要“动嘴巴”了。具体体方法是:在“顺箭头,偏偏转大”的两次测测量中,用用两只手分分别捏住两两表笔与管管脚的结合合部,用嘴嘴巴含住(或用舌头头抵住)基基电极b,仍仍用“顺箭头,偏偏转大”的判别方方法即可区区分开集电电极c与发发射极e。其其中人体起起到直流偏偏置电阻的的作用,目目的是使效效果更加明明显。晶体三三极管具有有电流放大大作用,其其实质是三三极管能以以基极电流流微小的变变化量来控控制集电极极电流较大大的变化量量。这是三三极管最基基本的和最最重要的特特性。我们们将Ic/Ib的比比值称为晶晶体三极管管的电流放放大倍数,用用符号“”表示。电电流放大倍倍数对于某某一只三极极管来说是是一个定值值,
27、但随着着三极管工工作时基极极电流的变变化也会有有一定的改改变。 第七页晶体三极管管的三种工工作状态 截止状状态:当加加在三极管管发射结的的电压小于于PN结的的导通电压压,基极电电流为零,集集电极电流流和发射极极电流都为为零,三极极管这时失失去了电流流放大作用用,集电极极和发射极极之间相当当于开关的的断开状态态,我们称称三极管处处于截止状状态。 放大状状态:当加加在三极管管发射结的的电压大于于PN结的的导通电压压,并处于于某一恰当当的值时,三三极管的发发射结正向向偏置,集集电结反向向偏置,这这时基极电电流对集电电极电流起起着控制作作用,使三三极管具有有电流放大大作用,其其电流放大大倍数Ic/Ib
28、,这这时三极管管处放大状状态。 饱和导导通状态:当加在三三极管发射射结的电压压大于PNN结的导通通电压,并并当基极电电流增大到到一定程度度时,集电电极电流不不再随着基基极电流的的增大而增增大,而是是处于某一一定值附近近不怎么变变化,这时时三极管失失去电流放放大作用,集集电极与发发射极之间间的电压很很小,集电电极和发射射极之间相相当于开关关的导通状状态。三极极管的这种种状态我们们称之为饱饱和导通状状态。 根据三三极管工作作时各个电电极的电位位高低,就就能判别三三极管的工工作状态,因因此,电子子维修人员员在维修过过程中,经经常要拿多多用电表测测量三极管管各脚的电电压,从而而判别三极极管的工作作情况
29、和工工作状态。 使用多多用电表检检测三极管管 三极管管基极的判判别:根据据三极管的的结构示意意图,我们们知道三极极管的基极极是三极管管中两个PPN结的公公共极,因因此,在判判别三极管管的基极时时,只要找找出两个PPN结的公公共极,即即为三极管管的基极。具具体方法是是将多用电电表调至电电阻挡的RR1k挡,先先用红表笔笔放在三极极管的一只只脚上,用用黑表笔去去碰三极管管的另两只只脚,如果果两次全通通,则红表表笔所放的的脚就是三三极管的基基极。如果果一次没找找到,则红红表笔换到到三极管的的另一个脚脚,再测两两次;如还还没找到,则则红表笔再再换一下,再再测两次。如如果还没找找到,则改改用黑表笔笔放在三
30、极极管的一个个脚上,用用红表笔去去测两次看看是否全通通,若一次次没成功再再换。这样样最多没量量12次,总总可以找到到基极。 三极管管类型的判判别: 三三极管只有有两种类型型,即PNNP型和NNPN型。判判别时只要要知道基极极是P型材材料还N型型材料即可可。当用多多用电表RR1k挡时时,黑表笔笔代表电源源正极,如如果黑表笔笔接基极时时导通,则则说明三极极管的基极极为P型材材料,三极极管即为NNPN型。如如果红表笔笔接基极导导通,则说说明三极管管基极为NN型材料,三三极管即为为PNP型型。三极管管的基本放放大电路基本放大电电路是放大大电路中最最基本的结结构,是构构成复杂放放大电路的的基本单元元。它
31、利用用双极型半半导体三极极管输入电电流控制输输出电流的的特性,或或场效应半半导体三极极管输入电电压控制输输出电流的的特性,实实现信号的的放大。本本章基本放放大电路的的知识是进进一步学习习电子技术术的重要基基础。 第八页 基本放大电电路一般是是指由一个个三极管或或场效应管管组成的放放大电路。从从电路的角角度来看,可可以将基本本放大电路路看成一个个双端口网网络。放大大的作用体体现在如下下方面:1放放大电路主主要利用三三极管或场场效应管的的控制作用用放大微弱弱信号,输输出信号在在电压或电电流的幅度度上得到了了放大,输输出信号的的能量得到到了加强。2输输出信号的的能量实际际上是由直直流电源提提供的,只
32、只是经过三三极管的控控制,使之之转换成信信号能量,提提供给负载载。共射组组态基本放放大电路的的组成共射组组态基本放放大电路是是输入信号号加在加在在基极和发发射极之间间,耦合电电容器C11和Ce视视为对交流流信号短路路。输出信信号从集电电极对地取取出,经耦耦合电容器器C2隔除除直流量,仅仅将交流信信号加到负负载电阻RRL之上。放放大电路的的共射组态态实际上是是指放大电电路中的三三极管是共共射组态。在输入入信号为零零时,直流流电源通过过各偏置电电阻为三极极管提供直直流的基极极电流和直直流集电极极电流,并并在三极管管的三个极极间形成一一定的直流流电压。由由于耦合电电容的隔直直流作用,直直流电压无无法
33、到达放放大电路的的输入端和和输出端。当输入入交流信号号通过耦合合电容C11和Ce加加在三极管管的发射结结上时,发发射结上的的电压变成成交、直流流的叠加。放放大电路中中信号的情情况比较复复杂,各信信号的符号号规定如下下:由于三三极管的电电流放大作作用,icc要比ibb大几十倍倍,一般来来说,只要要电路参数数设置合适适,输出电电压可以比比输入电压压高许多倍倍。uCEE中的交流流量 有一一部分经过过耦合电容容到达负载载电阻,形形成输出电电压。完成成电路的放放大作用。由此可可见,放大大电路中三三极管集电电极的直流流信号不随随输入信号号而改变,而而交流信号号随输入信信号发生变变化。在放放大过程中中,集电
34、极极交流信号号是叠加在在直流信号号上的,经经过耦合电电容,从输输出端提取取的只是交交流信号。因因此,在分分析放大电电路时,可可以采用将将交、直流流信号分开开的办法,可可以分成直直流通路和和交流通路路来分析。放大电电路的组成成原则:1保保证放大电电路的核心心器件三极极管工作在在放大状态态,即有合合适的偏置置。也就是是说发射结结正偏,集集电结反偏偏。2输输入回路的的设置应当当使输入信信号耦合到到三极管的的输入电极极,形成变变化的基极极电流,从从而产生三三极管的电电流控制关关系,变成成集电极电电流的变化化。 第九页3输出回回路的设置置应该保证证将三极管管放大以后后的电流信信号转变成成负载需要要的电量
35、形形式(输出出电压或输输出电流)。第四章:三极管的应应用及发展展。1,三极管管的应用 三三极管有放放大,饱和和和截止三三种工作状状态,前一一种状态被被广泛运用用于信号的的放大,二二后两种状状态常被用用做电子开开关。 aa,信号开开关。这是是最普遍的的应用,因因为成本比比MOS管管低,使用用简单,也也不需要流流过很大的的电流,不不用担心功功率损失和和发热。 开开关导通的的原理也很很简单。只只要基极电电流达到一一定值,根根据公式:集电极电电流Ic=Ib*hh,选择合合适的限流流电阻,让让Ic达到到阈值,三三极管就会会导通,这这时CE间间的压降大大概是0.10.3V。 因因为三极管管的放大倍倍数h较
36、高高,所以不不要求Ibb很大,通通常用法是是使用CPPU的输出出管脚直接接控制。如如果电流不不够,可以以再接一个个三极管。 需需要注意两两点,一是是设计一定定要留有足足够的余量量,二是保保证集电极极电流在额额定值以下下。 作作为开关使使用时,三三极管的基基极大多有有两个电阻阻分压,防防止集电极极电流过大大而损坏三三极管,一一般阻值是是几K到几几十K。很很多厂家生生产时会把把这两个电电阻集成到到三极管内内部,叫做做数字三极极管,专门门用做开关关使用。这这样做的好好处是减小小基板面积积,缩短焊焊接时间,减减少元件个个数,等等等。 bb,稳压电电源。与稳稳压二极管管或者专门门的IC配配合使用,作作为
37、线型稳稳压电源的的输出三极极管使用,这这在以前写写的线性性稳压器基基础中有有较详细的的介绍。需需要注意的的是发热问问题,小电电流时可以以用基板铜铜箔放热,大大电流时要要考虑用插插件,或者者再加散热热片。 cc,开关电电源的导通通管。虽然然多使用MMOS管,在在低成本,开开关频率不不高的场合合下,小功功率双极性性晶体管也也有使用。(高高电压大功功率的开关关电源也使使用双极性性晶体管,暂暂不做讨论论) 因为大多多用作小信信号的开关关,所以三三极管的损损失可以忽忽略。而它它的驱动也也不像MOOS管那样样复杂,只只要提供足足够的基极极电流就可可以了。再再加上成本本低,所以以应用很广广泛。2,三极管管的
38、发展趋趋势 三三极管由于于其简单的的构造及广广泛的运用用,拥有无无可比拟的的发展优势势,由最初初的电真空空三极管到到现在各种种型号,品品种繁多的的类型,但但是万变不不离其宗,它它的未来发发展模式主主要还是在在信号放大大几各种电电子开关的的运用上。 个个人认为,尤尤其其信号号放大功能能,在微电电子技术广广泛运用的的未来,将将会有非常常广阔的前前景。现在在汽车车电子业来来,车载电电子上已经经可以看到到其出现的的身影。并并随着集成成电子技术术的发展,尤尤其是高新新技术的平平民化时代代的到来。比比如纳米技技术的广泛泛运用与生生活中,三三极管越来来越融合入入人民的生生活之中,在在医疗,公公共建设上上展现
39、其广广泛的天地地。 第十页结论:三极管由其其构造及工工作特性决决定,其将将在计算机机技术中在在很长一段段时间的内内有这不可可替代的重重大作用,深深入挖掘三三极管的特特性,并对对其进行推推广发展有有着重大的的社会意义义,但是同同时由于其其结构上的的缺陷,三三极管同样样不是万能能的。所以以我们在发发展三极管管时,如何何扬长避短短将成为未未来三极管管发展的一一个亟需面面对的问题题。但是,瑕瑕不掩瑜,三三极管的未未来发展一一定会更多多的应用于于计算机行行业之中,又又其诞生以以来在计算算机行业内内扮演的角角色可见,其其始终将会会成为伴随随计算机领领域发展的的坚实一环环。参考文献。1, 深度度饱和三极极管等效电电路模型分分析 作者,廖廖波,伍学学珍.2,基于GGIS/RRFID的的车俩终端端系统在大大型车队的的集中应用用 作者,侯侯玉文,宋宋瑞良3,集成电电路速查大大全 - 尹雪飞4,三极管管发展史 - Histtory of Trioode DDevellopinng PP. D. Massh 第十一页
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