[1]晶體三極管通常簡稱為晶體管或三極管,是一種具有兩個pn結的半導體器件。晶體三極管是電子電路中的核心器件之一,在各種電子電路中的應用十分廣泛。
[2]晶體三極管的文字符號為“vt”,圖形符號如圖所示。
[3]電流放大系數(shù)β是晶體三極管的主要參數(shù)之一,是指集電極電流ic的變化量與基極電流ib的變化量之比,反映了三極管的放大能力。如圖所示,當ib從40μa上升到60μa時,相應的ic從6ma上升到9ma,其β=(9-6)×103/(60-40)=150。
[4]特征頻率ft是晶體三極管的另一主要參數(shù)。當工作頻率超過一定值時,三極管的β值開始下降。β值下降到1時所對應的頻率即為特征頻率ft。
[5]晶體三極管具有三根管腳,分別是:基極b、發(fā)射極e和集電極c,使用中應識別清楚。
[6]晶體三極管的基本工作原理如圖示(以npn型管為例)。當給基極(輸入端)輸入一個較小的基極電流ib時,其集電極(輸出端)將按比例產(chǎn)生一個較大的集電極電流ic,這個比例就是三極管的電流放大系數(shù)β,即ic=βib。集電極電流和發(fā)射極電流受基極電流的控制,所以晶體三極管是電流控制型器件。
[7]檢測晶體三極管時,萬用表置于“r×1k”擋。先用黑表筆接某一管腳,紅表筆分別接另外兩管腳,測得兩個電阻值。再將黑表筆換接另一管腳,重復以上步驟,直至測得兩個電阻值都很?。╪pn管)或都很大(pnp管),這時黑表筆所接的是基極b。
[8]接著,對于npn管,用紅表筆接基極以外的一管腳,左手拇指與中指將黑表筆與基極捏在一起,同時用左手食指觸摸余下的管腳,這時表針應向右擺動。將基極以外的兩管腳對調后再測一次。兩次測量中,表針擺動幅度較大的那一次,黑表筆所接為集電極,紅表筆所接為發(fā)射極。表針擺動幅度越大,說明被測三極管的β值越大。對于pnp管則對調紅、黑表筆測量。
[9]晶體三極管最基本的作用是放大。圖示為晶體三極管放大電路,輸入信號ui經(jīng)c1加至三極管vt基極,使其集電極電流相應變化,并在集電極負載電阻rc上產(chǎn)生壓降,經(jīng)c2輸出。由于輸出電壓等于電源電壓與rc上壓降的差值,因此輸出電壓uo與輸入電壓ui相位相反。r1、r2為vt的基極偏置電阻。
[10]晶體三極管具有開關作用。圖示為驅動發(fā)光二極管的電子開關電路,開關管vt的基極由脈沖信號cp控制,當cp=“1”時,vt導通,發(fā)光二極管vd發(fā)光;當cp=“0”時,vt截止,發(fā)光二極管vd熄滅。r為限流電阻。
[11]復合管是由兩個或更多三極管按一定規(guī)律組合在一起而成。達林頓管即為一種復合管,圖示為兩個npn型三極管構成的達林頓管,等效為一個高β值的晶體三極管,β=β1·β2。達林頓管也可由兩個pnp管,或一個pnp管和一個npn管構成。
[12]帶阻三極管是一種內部包含有一個或幾個電阻的晶體三極管,近年來在家用電器和音像設備中應用較多。圖示為較常見的兩種帶阻三極管內部電路結構。
[13]場效應晶體管通常簡稱為場效應管,是一種利用場效應原理工作的半導體器件。和普通雙極型晶體管相比較,場效應管具有輸入阻抗高、噪聲低、動態(tài)范圍大、功耗小、易于集成等特點,得到了越來越廣泛的應用。場效應管的文字符號也為“vt”,圖形符號如圖所示。
[14]場效應管一般具有3個極(雙柵管有4個極):柵極g、源極s和漏極d,它們的功能分別對應于雙極型晶體管的基極b、發(fā)射極e和集電極c。由于場效應管的源極s和漏極d是對稱的,實際使用中可以互換。
[15]場效應管的基本工作原理如圖示(以結型n溝道管為例)。由于柵極g接有負偏壓ug,在g附近形成耗盡層。當負偏壓ug增大時,耗盡層增大,溝道減小,漏極電流id減??;當負偏壓ug減小時,耗盡層減小,溝道增大,漏極電流id增大。漏極電流id受柵極電壓的控制,所以場效應管是電壓控制器件。
[16]檢測結型場效應管時,萬用表置于“r×1k”擋,用兩表筆分別測量每兩個管腳間的正、反向電阻。當某兩個管腳間的正、反向電阻相等,均為數(shù)kω時,則這兩個管腳為漏極d和源極s(可互換),余下的一個管腳即為柵極g。
[17]估測結型場效應管的放大能力:萬用表置于“r×100”擋,兩表筆分別接漏極d和源極s,然后用手捏住柵極g(注入人體感應電壓),表針應向左或向右擺動。表針擺動幅度越大說明場效應管的放大能力越大。如果表針不動,說明該管已壞。
[18]場效應管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。圖示為場效應管源極輸出器,其特點是輸入阻抗zi很高、輸出阻抗zo較低,常用于多級放大器的輸入級作阻抗變換。
[19]場效應管可以用作可變電阻。圖示為錄音機自動電平控制電路,當輸入信號ui增大導致uo增大時,由uo經(jīng)vd負向整流后形成的柵極偏壓-ug的絕對值也增大,使場效應管vt的等效電阻增大,r1與其的分壓比減小,使進入放大器的信號電壓減小,最終使uo保持基本不變。
[20]場效應管可以方便地用作恒流源,如圖所示,如果漏極電流id因故增大,源極電阻rs上形成的負柵壓也隨之增大,迫使id回落,反之亦然,使id保持恒定。恒定電流id=|up|/rs,式中,up為場效應管夾斷電壓。