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      認(rèn)識晶體管

      2014-10-08 08:05:58陳江萍
      關(guān)鍵詞:三極管晶體管二極管

      陳江萍

      摘要:晶體管是電器中常用的電學(xué)元件,盡管中學(xué)物理中沒有過多的介紹,但了解一些晶體管最基本的知識,對你學(xué)習(xí)物理和做一些小設(shè)計有幫助.

      關(guān)鍵詞:晶體管;二極管;三極管

      晶體管是由半導(dǎo)體材料制作而成.使用的半導(dǎo)體材料有兩種,一種是鍺半導(dǎo)體,一種是硅半導(dǎo)體,現(xiàn)在都是以后者居多.

      晶體管可分為晶體二極管和晶體三極管.

      晶體二極管有PN結(jié),主要特點就是單向?qū)щ娦?二極管種類可分為一般二極管,穩(wěn)壓二極管,變?nèi)荻O管等,使用時可根據(jù)電路要求,選用不同種類的二極管.

      晶體三極管有三個引腳,根據(jù)PN結(jié)的排序不同可分為兩種類型.一類是PNP型,一類是NPN型.晶體管的基本參數(shù),大家可以查晶體管手冊.

      三極管的基本電路有三種,一種是共發(fā)射極電路,如圖1(a),第二種是共基極電路,如圖1(b),第三種是共集電極電路,如圖1(c)三種電路中,第一種電路的放大倍數(shù)最大,較常用.第二種電路的截止頻率最高,一般用于高頻放大電路.第三種電路(又稱射隨器),一般用于前后級的阻抗匹配.

      三極管要正常工作,就必須給它提供一個合適的工作狀態(tài),提供工作狀態(tài)的電路稱為偏量電路.現(xiàn)就最常用的共發(fā)射極電路的三種偏置電路介紹如下.

      固定式偏置電路,如圖2(a),由于晶體三極管的熱穩(wěn)性差,發(fā)熱后會產(chǎn)生惡性循環(huán),導(dǎo)致晶體管的損壞,所以固定式偏置電路只用于小信號放大電路.

      1.電壓負(fù)反饋偏置電路

      如圖2(b),這里的[WTBX]Rb沒有接在電源的正端,而接到了Rc的下方,這樣做的目的可以提高電路熱穩(wěn)定性.原理是當(dāng)晶體管因發(fā)熱,參透電流增大,導(dǎo)致集電極電流Ic上升,使得集電極負(fù)載電阻Rc上的壓降VRc增大,從而使晶體管集電極電壓Vc降低,通過Rb的反饋使基極電壓Vb下降,最終限止了集電極電流的進(jìn)一步上升, (即Ic ↑→VRc↑→Vc↓→Vb↓→Ic↓).該電路通過Rc上電壓的變化來限制Ic 的增大,所以此電路稱為電壓負(fù)反饋偏置電路.

      2.電壓式電流負(fù)反饋偏置電路

      如圖2(c),此電路有一最基本的要求就是:流過Rb1、Rb2的電流要大于晶體三極管基極電流的10倍以上.原理是當(dāng)晶體管發(fā)熱導(dǎo)致集電極電流Ic上升,使得發(fā)射極電流Ie增大,從而使發(fā)射極電阻Re上的壓降VRe增大,晶體管基極與發(fā)射極之間壓差Vbe 減小,最終限止了集電極電流的進(jìn)一步上升,(即Ic ↑→Ie↑→VRe↑→Vbe↓→Ic↓).因流過Rb1、Rb2的電流10倍于Ib,所以Vb基本保持不變.此電路通過Rb1、Rb2來基本穩(wěn)定晶體三極管的基極電壓,通過Re上電流的變化來控制集電極電流的目的,所以稱之為電壓式電流負(fù)反饋偏置電路,它的控制能力最強(qiáng),熱穩(wěn)定性最好.

      晶體管在電路中的工作狀態(tài)有三種:(1)截止;(2)放大;(3)飽和.在晶體管的放大電路中,三極管不能進(jìn)入截止和飽和狀態(tài),否則放大了信號就會產(chǎn)生失真.在晶體管的開關(guān)電路中三極管應(yīng)工作在截止和飽和狀態(tài),處于放大狀態(tài)的時間越短越好.

      以上是一些晶體管最基本的知識,希望能給喜愛物理的朋友們有所幫助.

      [江蘇省丹陽高級中學(xué) (212300)]

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