巧思妙解判定三极管

2017-01-21 14:10贾哲
卷宗 2016年10期
关键词:三极管电子技术半导体

摘 要:三极管是电子线路的重要器件之一,也是学生学习《电子技术》较早接触到的器件,无论是理论学习还是实际电路或元件检测,都会遇到有关三极管工作状态、类型及管脚判定类的问题,为克服这类难题,增强学生学习过程中的信心,本文对其展开分析,对此找出巧妙的判定方法。

关键词:三极管;电子技术;放大状态;半导体

三极管是电子线路中一种重要的器件之一,在学习这一部分内容时,学生就会碰到有关三极管工作状态、类型及管脚判定类的问题,这也是实际检测中经常遇到的。我校为任职类院校,学员文化基础薄弱,学习电子技术的过程中较为吃力,面对这些问题往往束手无策。而将三极管判断类的这些问题总结起来,为三大类问题,下面将对这三类问题展开解析。

1 三极管简述

三极管又称半导体三极管或称晶体三极管,它是在一块极薄的硅或锗基片上通过一定的工艺制作出两个PN结就构成了三层半导体,从三层半导体上各引出一根引线就是三极管的三个电极,再封装在管壳里就制成了三极管。

三极管的三个电极分别为发射极e、基极b和集电极c,对应的每层半导体分别称为发射区、基区和集电区。发射区和基区交界的PN结称为发射结,集电区和基区交界的PN结称为集电结。按基片是N型半导体还是P型半导体划分,三极管有NPN型和PNP型两种组合形式。根据三极管的输出特性曲线,可以把它分为三个区域:截止区、放大区和饱和区,这三个区对应着三极管的三种工作状态,即截止状态、放大状态和饱和状态。当三极管处于放大状态时,它具有电流放大作用,即将较小基极电流变化量转化为较大的集电极电流的变化量,记为β=ΔIC/ΔIB≈IC/IB。

2 根据电流判断三极管管脚

已知放大电路中三极管管脚电流如图一所示,判断三极管类型和管脚。三极管根据有可分为NPN型和PNP,二者在管脚电流上的区别就是各极电流方向是相反的。NPN类型的三极管基极电流和集电极电流流入三极管(基极电流和集电极电流方向相同),发射极电流流出三极管,PNP与之相反。所以问题中一旦管脚判定之后,三极管类型便确定了。再分析电流,三极管中电流关系有IE=(1+β)IB,IC=βIB。由于β值通常在几十以上,故IC≈IE,二者相当,IE略大,电流中明显小的即为基极。

再来分析图一中的电流,a图中0.01mA电流明显小,因此可判定它们为基极。再根据电流方向流入三极管,可知三极管为NPN类型,而3脚电流与基极电流方向相同,故其为集电极,剩下的2管脚必然是发射极。再分析b图,1和2脚电流相近,必为发射极和集电极,因此略大的6.02mA管脚为发射极,6mA管脚为集电极,剩下的3管脚必然是基极;再根据6.02mA的发射极管脚电流流入三极管,可知三极管为PNP类型。

3 根据电位判断三极管管脚

已知放大电路中三极管管脚电位如图一所示,判断三极管类型和管脚。当三极管处于放大状态时,管脚电位大小有如下关系,NPN类型UC>UB>UE,PNP类型UC

分析图二中的电位关系,a图中2.5V电位处于中间,1.8V与之相差0.7V,故电位为2.5V的1脚为基极,1.8V的2脚为发射极,剩下的3脚为集电极。对号入座,UC>UB>UE,故a图为NPN类型。经对比,b图中-5.3V电位处于中间,-6V与之相差0.7V,故电位为-5.3V的1脚为基极,-6V的2脚为发射极,剩下的3脚为集电极。对号入座,UC

4 根据电位判断三极管的工作状态

已测得电路中三极管管脚电位如图三所示,判断三极管的工作状态。三极管的工作状态分别为截止状态、放大状态和饱和状态,处于何种工作状态与发射结和集电结的偏置状态有关发射结正偏,集电结反偏,三极管处于放大状态;发射结正偏,集电结正偏,三极管处于饱和状态;发射结反偏,集电结反偏,三极管处于截止状态。在判断发射结和集电结正偏还是反偏时,既要考虑三极管的类型又要考虑P区N区的位置,还时常出错。直接把发射结的箭头当成大于号,分析起来更为简洁,并在集电结上对称的加上大于号,如图四所示。符合大小关系为正偏,不符合为反偏。

分析图四中的发射结和集电结的正偏反偏,显然更为直接,不易出错,a图中发射结两边电位符合大于号方向,为正偏;集电结不符合大于号方向,反偏,三极管处于放大状态。b图中发射结正偏,集电结正偏,三极管处于饱和状态;c图中发射结反偏,集电结反偏,三极管处于截止状态。

参考文献

[1]苏莉萍 .电子技术基础[M].西安:西安电子科技大学出版社,2012.

作者简介

贾哲(1980-),男,研究生,讲师。

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