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晶体三极管妙用保证了压力校验仪的稳定性

 发布时间:2022-11-28 点击量:229

晶体三极管妙用保证了压力校验仪的稳定性

半导体三极管

晶体三极管(简称三极管)和场效应晶体管(简称场效应管)都是具有放大作用和开关特性的半导体三极管,是电子设备中的核心器件之一,应用十分广泛。晶体三极管和场效应晶体管虽然外形相同,但工作原理却截然不同,普通晶体三极管是电流控制型器件,而场效应晶体管是电压控制型器件

单结晶体管(简称单结管)虽具有3个电极,但按其内部仅有一个pn结来区分、可划归为一种特殊的晶体二极管、它与普通晶体三极管的不同之处在于只有一个发射极和两个基极,却没有集电极,所以单结晶体管也称为双基极二极管,单结晶体管具有个重要的电气性能————负阻特性,利用其可以方便地组成弛张振荡器、延时电路和触发电路等,而且电路非常简单。


神通广大的晶体三极管

 性能优良的场效应晶体管

与众不同的单结晶体管

神通广大的晶体三极管

晶体三极管简称晶体管或三极管,是一种具有两个pn结的半导体器件。晶体三极管的最大特点是具有电流放大及控制作用,它是在电子线路中被广泛使用的重要电流控制型器件。

利用晶体三极管的特性,可以组成放大、振荡、开关等各种功能的电子电路。从某种意义上讲,许多电子电路离开了晶体三极管将会“一事无成",电路中的电阻器、电容器、电感器等许多元件都是为晶体三极管服务的。



种类和结构

常用晶体三极管的实物外形如图所示。晶体三极管按制造材料不同,可分为硅管、锗管和化合物管;按pn结组合(即导电极性)不同,可分为pnp型和npn型两大类;按特征频率不同,可分为超高频管(≥300mhz)、高频管(≥30mhz)、中频管(≥3mhz)和低频管(<3mhz)按功率大小划分,可分为小功率管(<0.5w)、中功率管(0.5~1w)和大功率管(>1w);按封装材料不同,可分为塑料封装管、金属壳封装管、玻璃壳封装管和陶瓷环氧封装管等;按用途可分为低频放大管、高频放大管、开关管、低噪声管、高反压管、复合管等。

图常见晶体三极管的实物外形图

虽然晶体三极管的种类和型号很多,但它们的内部构造基本相同。晶体三极管的内部结构示意图和各部分名称见图。每一只晶体三极管都有3条引脚,分别叫作发射极、基极和集电极,依次用字母e、b、c表示。晶体三极管内部管芯是两个靠得极近的pn结,管子具有两种类型∶如果把一小块半导体中间制成很薄的n型区,两边制成p型区,就做成了pnp型三极管;如果中间制成很薄的p型区,两边制成n型区,就做成了npn型三极管。无论哪一种类型,构成晶体三极管的两个pn结均分别称为集电结(c、b极之间)和发射结(b、e极之间)。

基本特性

晶体三极管在电路中的工作情况,可以通过实验来说明,实验电路如图所示。这里我们使用的是一只npn型三极管,若用pnp型管,除电源极性要调换外,其他情况与实验结果都基本相同。为了说明方便,电路中我们画出了晶体三极管的内部结构。

图晶体三极管实验电路

图中,晶体三极管基极b与发射极e之间接入电池go,基极接电池的正极,发射极接电池的负极。这时b、e之间(发射结)加的是正向电压。从基极电路中串联的电流表可以读出电流的大小,这个电流叫做基极电流/。。如果我们把电池gg的正、负极对换一下,发射结上就加了反向电压。从pn结原理可知,这时电流是不能通过的,也就是说没有基极电流,即1=0。可见,晶体三极管的发射结具有单向导电性。

再来看发射极e与集电极c之间的情况:电路中加了电池gc,电池正极接集电极,负极接发射极。这个电压叫集电极c与发射极e之间的反向电压。同样,用串联在集电极上的电流表测量集电极电流/。,我们会发现:当基极电流/。等于零时,集电极电流/。极小,甚至几乎等于零。一旦基极电流/.产生,集电极电流会立即迅速增大。

基极电流的有无,可以控制集电极电流的通断——这是晶体三极管的一个重要特性。我们继续进行实验:将电路中的基极电阻r,改用一个电位器。通过调节ro,使基极电流大小发生变化,可以发现集电极电流/。的大小也会随之发生变化。但是,比较两个电流表读数,不难发现,当/,在几十微安范围内变动时,/6的变动范围达到几毫安。实验和理论分析都证明,晶体三极管对电流的变化有“放大"作用。

晶体三极管基极电流的微小变化,会使集电极电流发生很大变化——这是晶体三极管的另一个重要特性——放大特性。

晶体三极管工作时,除去基极b和集电极c外,发射极e也有电流通过。图形象地表示了晶体三极管内部的电流分配关系。我们可以大致这样来理解:以npn型管为例,在发射结正向电压作用下,发射极“发射"电子,电子经过基区时,一小部分形成基极电流,而大部分继续飞向集电极,形成集电极电流。由于规定电流的方向是与电子运动方向相反的,所以图中代表电流方向的箭头分别由集电极和基极指向发射极。我们把通过发射极的电流叫做发射极电流/0。晶体三极管中,总有/0=1。+1这个关系。又由于儿比/。要小得多,所以在一般情况下也可以近似地认为/?=1。


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