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    晶體三極管妙用保證了壓力校驗儀的穩定性

    時間:2022/11/28閱讀:2323
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    晶體三極管妙用保證了壓力校驗儀的穩定性

    半導體三極管

    晶體三極管(簡稱三極管)和場效應晶體管(簡稱場效應管)都是具有放大作用和開關特性的半導體三極管,是電子設備中的核心器件之一,應用十分廣泛。晶體三極管和場效應晶體管雖然外形相同,但工作原理卻截然不同,普通晶體三極管是電流控制型器件,而場效應晶體管是電壓控制型器件

    單結晶體管(簡稱單結管)雖具有3個電極,但按其內部僅有一個pn結來區分、可劃歸為一種特殊的晶體二極管、它與普通晶體三極管的不同之處在于只有一個發射極和兩個基極,卻沒有集電極,所以單結晶體管也稱為雙基極二極管,單結晶體管具有個重要的電氣性能————負阻特性,利用其可以方便地組成弛張振蕩器、延時電路和觸發電路等,而且電路非常簡單。


    神通廣大的晶體三極管

     性能優良的場效應晶體管

    與眾不同的單結晶體管

    神通廣大的晶體三極管

    晶體三極管簡稱晶體管或三極管,是一種具有兩個pn結的半導體器件。晶體三極管的最大特點是具有電流放大及控制作用,它是在電子線路中被廣泛使用的重要電流控制型器件。

    利用晶體三極管的特性,可以組成放大、振蕩、開關等各種功能的電子電路。從某種意義上講,許多電子電路離開了晶體三極管將會“一事無成",電路中的電阻器、電容器、電感器等許多元件都是為晶體三極管服務的。



    種類和結構

    常用晶體三極管的實物外形如圖所示。晶體三極管按制造材料不同,可分為硅管、鍺管和化合物管;按pn結組合(即導電極性)不同,可分為pnp型和npn型兩大類;按特征頻率不同,可分為超高頻管(≥300mhz)、高頻管(≥30mhz)、中頻管(≥3mhz)和低頻管(<3mhz)按功率大小劃分,可分為小功率管(<0.5w)、中功率管(0.5~1w)和大功率管(>1w);按封裝材料不同,可分為塑料封裝管、金屬殼封裝管、玻璃殼封裝管和陶瓷環氧封裝管等;按用途可分為低頻放大管、高頻放大管、開關管、低噪聲管、高反壓管、復合管等。

    圖常見晶體三極管的實物外形圖

    雖然晶體三極管的種類和型號很多,但它們的內部構造基本相同。晶體三極管的內部結構示意圖和各部分名稱見圖。每一只晶體三極管都有3條引腳,分別叫作發射極、基極和集電極,依次用字母e、b、c表示。晶體三極管內部管芯是兩個靠得極近的pn結,管子具有兩種類型∶如果把一小塊半導體中間制成很薄的n型區,兩邊制成p型區,就做成了pnp型三極管;如果中間制成很薄的p型區,兩邊制成n型區,就做成了npn型三極管。無論哪一種類型,構成晶體三極管的兩個pn結均分別稱為集電結(c、b極之間)和發射結(b、e極之間)。

    基本特性

    晶體三極管在電路中的工作情況,可以通過實驗來說明,實驗電路如圖所示。這里我們使用的是一只npn型三極管,若用pnp型管,除電源極性要調換外,其他情況與實驗結果都基本相同。為了說明方便,電路中我們畫出了晶體三極管的內部結構。

    圖晶體三極管實驗電路

    圖中,晶體三極管基極b與發射極e之間接入電池go,基極接電池的正極,發射極接電池的負極。這時b、e之間(發射結)加的是正向電壓。從基極電路中串聯的電流表可以讀出電流的大小,這個電流叫做基極電流/。。如果我們把電池gg的正、負極對換一下,發射結上就加了反向電壓。從pn結原理可知,這時電流是不能通過的,也就是說沒有基極電流,即1=0。可見,晶體三極管的發射結具有單向導電性。

    再來看發射極e與集電極c之間的情況:電路中加了電池gc,電池正極接集電極,負極接發射極。這個電壓叫集電極c與發射極e之間的反向電壓。同樣,用串聯在集電極上的電流表測量集電極電流/。,我們會發現:當基極電流/。等于零時,集電極電流/。極小,甚至幾乎等于零。一旦基極電流/.產生,集電極電流會立即迅速增大。

    基極電流的有無,可以控制集電極電流的通斷——這是晶體三極管的一個重要特性。我們繼續進行實驗:將電路中的基極電阻r,改用一個電位器。通過調節ro,使基極電流大小發生變化,可以發現集電極電流/。的大小也會隨之發生變化。但是,比較兩個電流表讀數,不難發現,當/,在幾十微安范圍內變動時,/6的變動范圍達到幾毫安。實驗和理論分析都證明,晶體三極管對電流的變化有“放大"作用。

    晶體三極管基極電流的微小變化,會使集電極電流發生很大變化——這是晶體三極管的另一個重要特性——放大特性。

    晶體三極管工作時,除去基極b和集電極c外,發射極e也有電流通過。圖形象地表示了晶體三極管內部的電流分配關系。我們可以大致這樣來理解:以npn型管為例,在發射結正向電壓作用下,發射極“發射"電子,電子經過基區時,一小部分形成基極電流,而大部分繼續飛向集電極,形成集電極電流。由于規定電流的方向是與電子運動方向相反的,所以圖中代表電流方向的箭頭分別由集電極和基極指向發射極。我們把通過發射極的電流叫做發射極電流/0。晶體三極管中,總有/0=1。+1這個關系。又由于兒比/。要小得多,所以在一般情況下也可以近似地認為/?=1。


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