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三极管各项性能:分类、原理、特性、工作状态等参数及应用电路

栏目分类:设备资讯   发布日期:2017-12-11   浏览次数:
三极管各项性能:分类、原理、特性、工作状态等参数及应用电路,教学设备网推荐三极管电路应用实训设备:ZRSXK-745I电子技能实训与考核实验室成套设备。

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三极管各项性能:分类、原理、特性、工作状态等参数及应用电路

 

三极管的应用电路

一、三极管限幅放大器

(1)放大管工作点

通过电路设计,使三极管静态工作点设在交流负载线的中央,同时要求限幅放大器的输入信号幅度比较大;

(2)正半周限幅分析

正半周信号较大时VT1处于饱和状态,而VT1饱和后其输出信号幅度相同,这使正半周信号达到限幅目的;

(3)负半周限幅分析

输入VT1的负半周信号的幅度也很大,不同幅度的负半周信号均使VT1处于截止状态,VT1截止后其输出信号幅度不变,这样可以使负半周信号也达到限幅,通过这一限幅放大器后的信号,其正、负半周信号的幅度受到等幅限幅。

二、差分限幅放大器

(1)VT3集电极电流恒定

二极管VD1给VT3基极提供偏置电流,由于VD1导通后压降基本不变,这样VT3基极电流大小不变,所以VT3构成一个恒流源电路;

(2)VT1和VT2集电极电流大小相等

由于VT1和VT2构成差分放大器,所以VT1发射极电流等于VT2发射极电流,两管发射极电流之和等于VT3集电极电流;

(3)正半周信号期间分析

在输入信号为正版周期间,VT1导通,当正半周信号幅度较大后,VT1发射极电流很大(VT2处于截止状态),但是最大等于VT3集电极电流,使VT1集电极输出信号的幅度受到限制;

(4)负半周信号期间分析

在输入信号为负半周期间,VT2导通,当负半周信号幅度较大后,VT2发射极电流很大(此时VT1截止),但是最大等于VT3集电极电流,使VT2集电极输出信号的幅度受到限制,由于VT1和VT2导通和放大正、负半周信号,其最大电流都等于VT3集电极电流,这样正、负半周信号同时受到等幅的限幅。
 

三极管的工作状态

(1)截止工作状态:当b和e之间没有正向偏压时,三极管不工作,c和e之间不导通,这种状态就是截止工作状态,此时Ic接近零,即输出电流为零,下图所示的三极管放大电路,去掉给基极提供电压的支路,得到三极管的截止工作状态仿真电路,上面的正弦波是输入信号,下面的直流信号是输出信号,从结果中可以看出,输出电流不含有任何输入信号的影子。

(2)饱和工作状态:当b和e之间有正向偏压,而c和e之间的电压很小时,Uce≤Ube,这种状态称为饱和工作状态,此时Ic为一个恒值,这时仍然无法实现电流放大。

(3)放大工作状态:当b和e之间有正向偏压,c和e之间的电压较大时,这种工作状态称放为大工作状态,此时电流Ic和电流Ib成线性比例关系,完成电流放大。
 

三极管的特性

1、电流放大特性

只要有一个很小的基极电流,三极管就会有一个很大的集电极电流和发射极电流,这是由三极管特性所决定的,不同的三极管有不同的电流放大倍数,所以不同三极管对基极电流的放大能力是不同的,基极电流是信号输入电流,集电极电流和发射极电流是信号输出电流,信号输出电流远大于信号输入电流,说明三极管能够对输入电流进行放大,在各种放大器电路中,就是用三极管的这一特性来放大信号的,

三极管在正常工作时,它的基极电流、集电极电流和发射极电流同时存在,同时消失。

2、基极电流控制集电极电流特性

当三极管在放大状态时,三极管集电极电流和发射极电流由直流电源提供,三极管本身并不能放大电流,只是用基极电流去控制由直流电源为集电极和发射极提供的电流,这样等效理解成三极管放大了基极输入电流。下图所示电路可以说明三极管基极电流控制集电极电流的过程。电路中的R2为三级管VT1集电极提供电流通路,流过VT1集电极的电流回路是:直流工作电压+V-集电极电阻R2-VT1集电极-VT1发射极-地线,构成回路。

 

三极管的分类

1、小功率晶体三极管

小功率晶体三极管的功率一般小于0.3W,它是电阻电路重用的最多的晶体三极管之一,主要用来放大交、直流信号或应用在振荡器、变换器等电路中。

2、中功率晶体三极管

中功率晶体三极管的功率一般在0.3~1W之间,这种晶体管主要用于驱动电路和激励电路之中,或者是为大功率放大器提供驱动信号,根据工作电流和耗散功率,应采用适当的散热方式。

3、大功率晶体三极管

大功率晶体三极管的功率一般在1W以上,这种晶体三极管由于耗散功率比较大,工作时往往会引起芯片内温度过高,所以通常需要安装散热片,以确保晶体三极管良好的散热。

4、低频晶体三极管

低频晶体三极管的特征频率一般小于3MHz,这种晶体管多用于低频放大电路,例如收音机的功放电路等。

5、高频晶体三极管

高频晶体三极管的特征频率大于3MHz,这种晶体三极管多用于高频放大电路、混频电路或高频振荡电路。

6、贴片三极管

贴片三极管体积小巧,多用于数码产品的电子电路中。

7、金属封装的晶体三极管

采用金属封装的晶体三极管主要有B型,C型,D型,E型,F型,G型,其中小功率晶体三极管(以高频小功率晶体三极管为主)主要采用B型封装形式,F型和G型封装形式主要用于低频大功率晶体三极管。

8、光敏三极管

光敏三极管是一种具有放大能力的光-电转换器件,因此相比光敏二极管它具有更高的灵敏度。需要注意的是,光敏晶体管既有3个引脚的,也有2个引脚的,使用时要注意辨别,不要误认为2个引脚的光敏晶体三极管为光敏二极管。


三极管的原理

1、发射区向基区发射电子

电源Ub经过电阻Rb加在发射结上,发射结正偏,发射区的多数载流子(自由电子)不断地越过发射结进入基区,形成发射极电流Ie,同时基区多数载流子也向发射区扩散,但由于多数载流子浓度远低于发射区载流子浓度,可以不考虑这个电流,因此可以认为发射结主要是电子流;

2、基区中电子的扩散与复合

电子进入基区后,先在靠近发射结的附近密集,渐渐形成电子浓度差,在浓度差的作用下,促使电子流在基区中向集电结扩散,被集电结电场拉入集电区形成集电极电流Ic。也有很小一部分电子(因为基区很薄)与基区的空穴复合,扩散的电子流与复合电子流之比例决定了三极管的放大能力;

3、集电区收集电子

由于集电结外加反向电压很大,这个反向电压产生的电场力将阻止集电区电子向基区扩散,同时将扩散到集电结附近的电子拉入集电区从而形成集电极主电流Icn,另外集电区的少数载流子(空穴)也会产生漂移运动,流向基区形成反向饱和电流,用Icbo来表示,其数值很小,但对温度却异常敏感。
 

三极管的参数

1、特征频率fT

当f= fT时,三极管完全失去电流放大功能.如果工作频率大于fT,电路将不正常工作,fT称作增益带宽积,即fT=βfo,若已知当前三极管的工作频率fo以及高频电流放大倍数,便可得出特征频率fT,随着工作频率的升高,放大倍数会下降,fT也可以定义为β=1时的频率;

2、电压/电流

用这个参数可以指定该管的电压电流使用范围;

3、hFE

电流放大倍数;

4、VCEO

集电极发射极反向击穿电压,表示临界饱和时的饱和电压;

5、PCM

最大允许耗散功率;

6、封装形式

指定该管的外观形状,如果其它参数都正确,封装不同将导致组件无法在电路板上实现。

 
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一、产品特点: 
为跟上我国电子工业及信息产业飞速发展的节拍,培养第一线技术应用型操作人员,赶超世界先进制造工业。根据《教育部关于以就业为导向,深化高等职业教育改革的若干意见》中提出的“高等职业院校必须把培养学生动手能力、实践能力和可持续发展能力放在突出地位,促进学生技能的培养”精神。我公司技术人员综合了“电子电器类”“电子技术应用类”“电子信息类” 《电子技能训练》教学大纲要求,研制了本实验设备。其改革传统实验室实训教学模式,以基本操作技能和二十几类实用新型电路的制作、调试,使学生通过电子产品的制作调试,学会阅读电路原理图和PCB图,熟悉常用电子元器件的选择、测试,掌握焊接和电路组装工艺技能(设备中配置二十几套特制实训电路板和相应元器件),并能处理安装调试过程中出现的问题。
本设备涵盖开关、音频、信号发生、计数、译码、显示、测量、控制等实训内容。分为几个层次和若干模块,不同学制,不同生源的学校可根据自己的实际情况选择实训项目。该设备具有科学性、验证性、实用性、趣味性,是高等、中专、职业学校及各类培训机构为学生参加社会工作前必不可少的训练设备,也可用作考核机构对学生进行考核的理想设备。
二、实训台构成与性能:
1、电源及参数:
1.1 输入电源:交流220V,50Hz电源,输入时指示灯亮。
1.2 电源输出:有嵌入式保险盒和漏电开关二级保护功能。
1.2.1 0-220V电源输出:一组万能插座:为各种仪器提供工作电源;
1.2.2 可调交流电源:0-250V连续可调,内装一台0.5KVA单相调压器,电压输出有表指示;
1.2.3 恒流稳压电源:二路0-30V稳压输出,内置式继电器自动换档,多圈电位器连续调节,使用方便。输出最大电流1.5A,具有预设式限流保护功能,自动恢复功能,每路输出由0.5级数字电流表,电压表指示,电压稳定度<10-2,负载稳定度<10-2,纹波电压<5mv。
1.2.4 固定直流电源输出:电压5V,输出最大电流500mA。
1.3 智能型直流数字电流表:精度0.5级,采用ICL公司高性能AD转换器配以高速MPU单元设计而成通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。具有自动与手动量程,20mA、200mA、2000mA三档,测量范围:0-2000mA。具有数据存储与查询、超量程报警、指示功能。
1.4 单次脉冲源:每拨一次钮子开关可输出一对正负脉冲。
1.5 函数信号发生器:输出正弦波、三角波、矩形波。
1.5.1 频率范围:由5Hz到550KHz,分五个频段。
1.5.2 频率指示:由HZ表直接读出;
1.5.3 电压输出范围:正弦波5HZ-250KHZ>4.5V,250KHZ-550KHZ>3.5HZ,三级衰减:0db,20db,40db,具有连续细调。矩形波:5HZ-250KHZ>4.5V,250KHZ-550KHZ>3.5V幅度连续可调;三角波:5HZ-550KHZ>1V。
1.6 音频功率放大器:输入音频电压不低于10mV,输出功率不小于1W,音量可调,内有喇叭,用于放大器电路 扩音,也可作信号寻迹仪器使用。
1.7 变压器:内置式220V/12+24V变压器,功率25W。
1.8 喇叭:8Ω,0.5W内置式。
1.9 蜂鸣器:内置式;
1.10 灯头座:250V、4A灯头座一只,用于实训中电路的验证等,固定在实验台上,使用方便、安全。
2、实训操作桌: 由双面饰面板制成,不变形,不褪色。尺寸:160×70×80cm,铝合金框架,造型美观大方,中间设有抽屉,存放工具,左右二只储存柜,用于储存元器件。
三、整套设备构成与配备(以二十四座为例)
1、实训操作桌12张,一桌二座。每张操作桌配有一粒胶皮板,保护桌面(如需在桌上放置重物、焊接等)。
2、示教控制台:由示教实训操作桌、实训台、演示控制屏组成,能分别控制12台学生实训台的电源。演示屏立在实训台上,尺寸为160×70cm,用于讲解、演示。
3、实训台,共12台,每张学生实训操作桌上配置1台。
4、器材配备:13只MF-47万用表,13只数字万用表,台钻1台,微型手枪钻1台,电烙铁及烙铁架25套,双门立柜2个,放置台钻桌1张,13套尖嘴钳,斜口钳,螺丝刀,扳手,镊子,敷铜板13片,初步焊接通用线路板及组件13套,13×22套电子技能实训考核组件(包括特制线路板及相应元器件),25张学生凳。
四、实训项目:
1.常用仪器仪表的使用;
2.常用电子元器件的识别与检测;
3.电烙铁拆装与电子锡焊技能训练;
4.印刷线路板的制作;
5.三端集成稳压直流电源的制作;
6.串联型直流稳压电源的制作;
7.低频信号电压放大器的装配与测试;
8.具有负反馈信号放大器电路的制作与测试;
9.文式桥振荡器的焊接与调试;
10.电池电压监视电路的制作与测试;
11.电子催眠器电路的制作;
12.模拟“知了”电子电路的制作实训;
13.实用声控、光控节电照明灯的制作与实训;
14.语音报警喇叭的制作与实训;
15.逻辑测试器的制作与测试;
16.正负脉冲信号的制作与测试;
17.智力竞赛抢答器的制作;
18.水位报警器电路的制作;
19.迷你闪光彩灯的制作;
20.光控音乐门铃;
21.实用模拟自然风控制器的制作;
22.台灯调光电路;
23.实用CMOS触摸锁钥电路;
24.自动充电器的制作;
25.半导体收音机的组装与调试。
ZRSXK﹣745电子技能实训与考核实验台元件清单(每台)
元 件 名 称 型 号 数 量 备 注
电 阻 0.5Ω 1 1W
电 阻 1 1W
电 阻 36Ω 1 1W
电 阻 220Ω 1 1/2W
电 阻 470Ω 1 1/2W
电 阻 750Ω 1 1/2W
电 阻 1K 1 1/2W
电 阻 1.2K 1 1/2W
电 阻 1.8K 1 1/2W
电 阻 2K 1 1/2W
电 阻 2.7K 1 1/2W
电 阻 3K 1 1/2W
电 阻 5.6K 1 1/2W
电 阻 6.8K 1 1/2W
电 阻 8.2K 1 1/2W
电 阻 24K 1 1/2W
电 阻 47K 1 1/2W
电 阻 39K 1 1/2W
电 阻 100K 1 1/2W
电 阻 150K 1 1/2W
瓷片电容 0.01μF 1 63V
电解电容 220μF 1 63V
二 极 管 2AP9 1  
三 极 管 9013 2  
三 极 管 9012 6  
镊 子   1  
电烙铁及烙铁架   2  
万 用 表 MF47 1  
数字万用表 DT890B+ 1  
斜口钳   1  
螺 丝 刀 - + 4  
导 线   若干  
实 验 台   1  
实 验 桌   1  
防 腐 皮   1  
凳 子   2  
通用线路板及组件 1套
印刷线路板制作配件:敷铜板、毛笔、铅笔、复写纸、油漆 各1
三端集成稳压直流电源的制作组件 1套
串联型直流稳压电源的制作组件 1套
低频信号电压放大器的装配与测试组件 1套
具有负反馈信号放大器电路的制作与调试组件 1套
文氏桥振荡器的焊接与调试组件 1套
电池电压监视电路的制作与调试组件 1套
模拟“知了”电子电路的制作与实训组件 1套
实用声控、光控节电照明灯的制作与实训组件 1套
语音报警喇叭的制作与实训组件 1套
逻辑测试器的制作和测试组件 1套
正负脉冲信号发生器的制作与测试组件 1套
水位报警器电路的制作与测试组件 1套
迷你闪光彩灯的制作与测试组件 1套
光控音乐门铃的制作与测试组件 1套
实用自然风控制器的制作与测试组件 1套
台灯调光电路组件 1套
Cmos触摸锁钥电路组件 1套
自动充电器的制作组件 1套
电子催眠电路的制作组件 1套
半导体收音机的组装与调试组件 1套


如对本产品/文章:三极管有任何疑问请随时联系我们,我们将为您提供最全的实训室建设方案和最优质的服务

本文关键词:三极管

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