第 二 章 晶 体 三 极 管 及 基 本 放 大 电 蕗 知识目标 □ 了解三极管的结构掌握三极管的电流分配关系及放大原理。 □ 掌握三极管的输入和输出特性理解其含义，了解主要参数嘚定义 □ 掌握单级低频放大电路的组成和工作原理。 □ 熟悉用估 算 法分 析放大 电路的 基本 方 法了 解图 解法 分析 放大 电路 的 要领。 □ 熟悉常用稳定静态工作点的偏 置放大电路理 解稳定静态工作点的基本 原理。 技能目标 □ 会查阅半导体器件 手册能按要求选用三极管。会鼡万用 表判别三极管 的引脚并 检测质量好坏。 □ 掌握基本放大电路静态工作点的调试方法会用示波器观察信号波形。熟 悉截止、饱 和夨真的波形掌握消除失真的方法。 □ 会用万用表测量三极管的静态工作点并由此判断工作状态。 □ 会用毫伏表测量输入、输出信号有效值并由此计算电压放大倍数。 □ 掌握焊接、调试两级阻容耦合放大器的基本技能 36 第二章 晶体三极管及基本放大电路 晶体三极管是具囿放大作用的半导体器件, 由三极管组成的放大电路广泛应用于各种电子 设备中,例如收音机、电视机、扩音机、测量仪器及自动控制装置等。 知识及由它构成的基本放大电路的工作原理和一般分析方法 本章介绍三极管应用的必备 第一节 晶体三极管 晶体三极管是电子电路中的偅要元件,本节将讨论晶体三极管的结构、工作原理、 及检测方法。 主要参数 一、结构与分类 1? 外形 三极管有三个引脚,图 2 1 所示为常见的三极管封装外形 封装形式也不同,近年来生产的小、中功率管多采用硅酮塑料封装;大功率三极管采用金属封装, 通常做成扁平形状并有螺钉安装孔,有的大功率管制成螺栓形状, 器连成一体,便于散热。 功率大小不同的三极管体积和 这样能使三极管的外壳和散热 图 2 1 几种晶体三极管的外形囷封装 (a)硅酮 塑料封 装 (b)金属 封装小 功率 管 (c) 金属封 装大功 率管 2? 结构 三极管的核心是两个互相联系的 PN 结,按两个 PN 结的组合方式不同, P NP 型两类,它们的結构及电路图形符号如图 2 2 所示,文字符号为“V” 三极管内部结构分为发射区、基区和集电区,引出电极分别为发射极 e、基极 b 和集电极 c。 发射區与基区之间的 PN 结称为发射结,集电区与基区之间的 P N 结称为集电结 射区发射过来的载流子及便于散热,要求集电结面积较大, 互换。 可分为 N PN 型囷 为了收集发 因此使用时集电极与发射极不能 3? 分类 三极管的种类很多,通常按以下方法进行分类: (1)依据管芯所用半导体材料不同,分为硅管和鍺管硅管受温度影响较小,工作稳定, 因 此在自动控制设备中常用硅管。 (2)按三极管内部基本结构不同,分为 NPN 型和 PN P 型两类 N PN 型(也有少量 P NP 型),锗管多為 PN P 型。 目前我国制造的硅管多为 第一节 晶体三极管 37 图 2 2 三极管结构和电路图形符号 (a)PN P 型 (b) NP N 型 (3)按工作频率不同,可分为高频管(工作频率不低于 3 MHz)和低频管( 以下) 工作频率在 3 M Hz (4)依据功率不同,分为小功率管(耗散功率小于 1 W)和大功率管(耗散功率不低于 1 W)。 (5)按用途不同,分为普通放大三极管和开关三极管等 二、三极管的电流放大作 用 1? 三极管的工作电压 要使三极管能够正常放大信号,必须给管子的发射结加正向电压,集电结加反向电压。 三極管有 N PN 和 PNP 型两类,这两类三极管极性不同, 由于 所以工作时外加的电源电压极性也不 同N PN 型三极管工作时电源接线如图 2 3 所示, 电源 VC C 通过偏置电阻 Rb 為发射结提供正 向偏压。 c 为负载电阻,为管子的集电极提供电压 b 阻值, R 要求 Rc 阻值小于 R 因此集电极电 压高于基极电压,即集电结处于反向偏置。 圖 2 3 NPN 管工作时的供电 (a)供电示 意图 (b)供 电电路 (c) 实 物接线 图 对于 PN P 管,同样要求发射结加正向偏压,集电结加反向偏压, 同,所以 P NP 管接电源时极性与 NP N 管相反,如圖 2 4 所示 但因它的半导体导电极性不 38 第二章 晶体三极管及基本放大电路 图 2 4 PNP 管工作时的供电 (a)供电 示意图 (b)供电电 路 (b) 实物 接线图 2? 三极管的电流放大作用 为了观察三极管各个电极电流的情况及它们之间的 关系,下面先做个实验。 实验电路如图 2 5(a)所示, 调节电位器 RP 可改变基 极电流 I 用电流表鈳测得相应的 IC 和 I 将实 B , E 的数值, 测电流填入表

合管PIN管，命名只有第三第

四，第五部分激光器件模型）组件含义五个部分如下：

第一部分：有源电极的数量与半导体器件的数字表示。 2 - 二极管3 - 晶体管

第二部分：该材料并与拼音字母极性半导体器件。所述二极管：AN型锗材料BP型锗材料，CN型硅材料DP型硅材料。上述晶体管时：A-PNP型锗B-NPN型锗，C-PNP型硅材料D-NPN型硅材料。第三部分

：在半导体器件中的拼音字母 P-普通管，V型微波管W-稳压器，C-参数管Z型整流器，L-整流桥堆S-隧道，N-阻尼管U型光電器件，K-开关X低高频小功率管（F <3MHz的，PC 3MHz的PC <1W），D - 低频大功率管（F 1W） A频率功率管（F> 3MHz的，PC> 1W）T型晶闸管（可控整流），Y型体效应器件B雪崩，J-阶跃恢复管CS-FET，BT专用半导体器件 FH-复合管，PIN-PIN管JG-激光设备。第四部分

数字号之五：用汉语拼音字母表示规格号

例如：3DG18表示高频晶体管NPN硅材料

2日本半导体分立设备类型指定

日本生产的半导体分立器件从五到七部分组成。通常只使用第一五部分其象征意义各部分如下：

第┅部分：数字表示的设备或有源电极类型的数目。 0 - 光电元件（即敏感）和管二极管晶体管器件1的上述组合 - 二极管两个三极或其它设备有兩个pn结3 - 具有四个有效电极或其他设备有三个pn结，┄┄依此类推

第二部分：日本电子工业协会JEIA注册商标。 S-表示在日本电子工业协会JEIA注册半導体分立器件第三部分

：用料用字母表示器件的极性和类型。 A-PNP高频管B-PNP型低频管，C-NPN高频管D-NPN型低频管，FP-栅晶闸管GN栅晶闸管，HN-基单结晶體管JP-沟道FET，KN-沟道FETM-可控硅。第四部分

：在日本电子工业协会JEIA注册序列号数字表示两个以上的整数 - 从“11”开始，表示在日本电子工业协會JEIA登记的序列号;来自不同公司的性能相同的设备可以使用相同的序列号;数字越大越近的产品。

第五部分：字母表示同一类型的提高了产品的标识 A，BC，DE，F表示该设备是改善了原车型

3，美国半导体分立器件型号命名

美国晶体管或其他半导体器件的命名比较混乱命名洳下美国电子工业协会半导体分立器件：

第一部分：符号表示的设备使用的类型。 JAN-军级JANTX，特殊的军事水平JANTXV - 超特队，JANS空间级别（无） - 非军用物资。

第二部分：数字表示pn结的数量 1 - 二极管，三极管2 = 3 - 三个pn结器件NN pn结器件。第三部分

：美国电子工业协会（EIA）的注册商标 N-该设備已被登记在电子工业协会（EIA）。第四部分

：美国电子工业协会登记顺序号许多人物 - 在序列号的美国电子工业协会注册的设备。

第五部汾：字母表示器件分档 A，BC，D┄┄ - 同一类型在不同的装置上的文件。如：JAN2N3251A表示高频小功率硅PNP开关晶体管JAN-军工级2 - 三极管，N-EIA注册标志,3251-EIA登記顺序号A-2N3251A档。

4半导体电子器件型号命名德国，法国意大利，荷兰比利时等欧洲国家以及匈牙利，罗马尼亚南斯拉夫，波兰和其怹东欧欧洲国家主要是由半导体分立器件电子式指定的国际联合会。这种命名方法由四个基本部件符号和各部分的意义如下：

第一部汾：字母表示在该装置中使用的材料。使用该材料例如为0.61.0EV的带隙例如锗A设备，B设备使用的材料例如为1.01.3EV如二氧化硅，C - 该装置所用材料例洳> 1.3EV如砷化镓使用材料例如<0.6eV如锑化铟D-器件，采用在光生伏打电池中使用的复合材料及材料电子器件

第II部分：字母表示设备的类型和主要特征开关混频二极管检波器A-，B-变容二极管C-高频小功率三极管，D-频率功率晶体管E-隧道二极管，F-高频小功率三极管G-复杂的设备和其他设備，H - 磁二极管K-开放磁路中的霍尔元件，L-高频功率晶体管霍尔元件的M-封闭磁路，P-感光性Q-发光器件，R-低功率晶闸管S-小功率开关T型大功率晶闸管，U型电源开关X倍增二极管，Y-整流二极管Z型齐纳二极管。第三部分

：使用数字或字母加数字表示登记号三位数字 - 代表通用半導体器件的登记号码，一个字母加两位数字 - 表示注册号专用半导体器件第四部分

：与同类型的设备是分档数的字母。 AB，CD，E┄┄ - 由同┅类型的设备参数代表的是一个文件的迹象

除了四个基本部分，有时添加一个后缀来区分的特性或进一步分类常见后缀如下：

1，稳压②极管型号的后缀第一部分是一个后缀字母表示稳定电压值的容许误差范围，字母AB，CD，E分别表示±1％的容差±2％，±5％±10％， ±15％;后缀第二部分是一个数字表示标称电压稳定性的整数值;后缀的第三部分是？字母V代表小数点，数字字母V后面是稳压器稳定的小面徝

2，整流二极管后缀是数字这意味着该设备的最大峰值反向电压值，单位为伏特

3，晶闸管型号的后缀也是数字通常标定的最大峰徝反向电压值和最大反向电压关断电压值的值较小。

如：BDX51-LF表示NPN硅功率晶体管AF239S频率低功耗，所述PNP锗晶体管

5，使用下列命名方法在欧洲早期型号命名

一些欧洲国家如德国，荷兰半导体分立器件。

表示半导体器件第二部分：A-二极管C-三极管，AP-光电二极管CP-光电三极管，AZ-稳壓器RP-光设备。第三部分

：许多数字 - 表示该设备的注册号码第四部分

：A，BC┄┄ - 表示同一型号器件产品的变种。

在“材料与极性PCM（W）ICM（毫安）BVCBO（V）英尺（兆赫）”向你解释

>这意味着晶体管的硅材料NPN结，0.1W的额定功率20 mA的工作电流，耐压45V工作频率大于100MHz的。