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模拟电子技术网上教学.docx
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1、模拟电子技术网上教学主讲:赵玉铃上次课内容1、整流及各自特点。 (熟悉)2、倍压整流及应用注意事项。(一般了解)3、滤波,电容滤波及计算。(理解)4、万用表判断二极管。 (了解)本次课内容( 2 学时)第二章基本放大电路把交流信号的电压量或电流量进行放大的电路。2-1 双极型晶体三极管图 1 几种不同类型的三极管外形图2-1-1 双极型晶体三极管的结构及分类即 BJT,可分为NPN型和 PNP型三极管,其结构和符号分别如图2(a)和( b)。也可分为硅管和锗管,或高频管、中频管和低频放大管,或放大管和开关管。目前我国生产的硅管多为NPN型,锗管多为 PNP型。图 1 为三极管的几种常见外形。一
2、、NPN型三极管的结构如图 2 所示, NPN 型三极管有三个区、三个极和两个结,即集电区、基区和发射区,集电极、基极和发射极,集图 2电结和发射结。三个极分别用c、b和 e表示,发射极又简称为射极。在制造时,通过工艺手段使集电结的面积特别大,基区特别薄,而发射区掺杂浓度特别高。二、NPN型三极管内部载流子的运动规律及电流放大作用如图 3: E E,发射结正偏,集电cb结反偏; 基区的多子向发射区扩散, 发射图 3 NPN 型三极管内部载流子的运动规律1参考教材:模拟电子技术及应用 (第二版)编者:赵玉铃 徐柳娟浙江水利水电专科学校模 子技 网上教学主 : 玉 区的多子向基区 散,形成 散 流
3、I pe 和I ne 。因 射区 度高,而基区又薄,所以 射区的大量 子 散到基区后,只有少量 子与基区的多子(空穴)复合形成复合 流 I rb,其余的 子 散到基区后成 基区的少子,同 由于集 反偏,作 基区少子的 些 子将越 基区漂移到集 区被集 收集形成漂移 流I nc ,集 区的少子漂移到基区形成集 反向 流I CBO 。管子中的 少子和多子均参与 ,所以三极管称 双极型晶体三极管。I c = I nc + I CBOI b = I pe + I rb - I CBOI e = I pe + I ne由于三极管的工 特点,I CBO 、 I pe 均很小,可忽略, :I c I ncI
4、 b I rbI e I ne通 ,三极管 射 正偏,集 反偏 , 射区的 子越 基区的数目和在基区与空穴复合的数目 是成一定的比例,即=I ncI cI rbI b且当 I rb 改 , I nc 也按一定比例改 ,即= ? I nc? I c? I rb? I b图 4 NPN 型三极管测试电路和 近似相同,常用代替。 2-1-2 三极管的伏安特性如 4 为 NPN型三极管的 路,射极作 入端(b和 e 接 端)和 出端(c和 e 接 端)的公共端,称 三极管的共射极接法 。一、输入特性曲线按 4 路接 ,先改 Rc 使 Vce = Vce1(如 1V),后保持 Rc 不 ; 改 Rb 得
5、I b 和 Vbe ;再改 Rb 得另一 I b 和 Vbe 得如 5(a)所示的 入特性曲 。重新改 参考教材:模拟电子技术及应用 (第二版)编者:赵玉铃徐柳娟浙江水利水电专科学校2模 子技 网上教学主 : 玉 RC ,使 Vce = Vce2 (如 3V),再按上述方法 得另一 入特性曲 。从 5(a) ,和非常接近, 明 集 极与射极之 的 位差 Vce 大于 1V 后,Vce 基极 流 I b 的影响很小 ,I b 主要由 射 正偏 Vbe决定。所以, 入特性曲 常图 5三极管的伏安特性曲线只用 5(a)中曲 表示。三极管的 入特性曲 与二极管的伏安特性曲 非常 似。二、输出特性曲线如
6、 4,断开开关 K, I b = 0 ,改 Ec, 出 的一 Ic 和 Vce 的数据, 描于以 Ic 为 、 Vce 横 的直角坐 系上。合上开关K,改 Rb ,使 I b = I b1 (如 20 A),按同 方法 出一 I c和Vce的数据;再改 Rb,使(如 90 A), 出另一 数据。I b = I b2 可得如 5(b)所示 出特性曲 , 曲 可分成三个区:截止区、 和区和放大区 。1 、截止区图 5(b)中 I b = 0 的曲 与横 所 区域。工作在截止区的三极管其基极 流 零,集 极 流 集 极反向 流I CBO ,也接近于零,即管子 于截止状 。2、 和区从坐 原点开始至曲
7、 成平坦部分止所 区域,如 5(b)中虚 与 所 部分。工作在 区域的三极管,集 极与射极之 的 位差Vce 很小(硅管Vce 1V),基极 流的改 不再影响集 极 流,如 中Q 点。当I b 分 40A、60A 和80A ,Ic 均为 1mA,称管子 于 和状 。此 , 射 和集 均正偏,基极 流失去了 集 极 流的控制作用。使管子 入 和状 的基极 流叫做 界 和基极 流。3 、放大区曲 与曲 之 近似平行且 隔几乎相同的区域;Vce 一般大于 1V(硅管),故 射 正偏,集 反偏。由于曲 平行且 隔相等,所以相同的基极 流 化量? I b 所引起的集 极 流 化量?I c 相同,且 ?
8、Ic 比 ?I b 大得多。参考教材:模拟电子技术及应用 (第二版)编者:赵玉铃徐柳娟浙江水利水电专科学校3模拟电子技术网上教学主讲:赵玉铃4 、击穿区在 I b 不变的情况下,从OV开始增加 Vce 的值,三极管的I c 开始将随 Vce 的增加而增加(在饱和区),然后 I c 不再改变(放大区) 。当 Vce 增加到一定值后发现,继续增加Vce 会使I c 不再恒定而有较大的上升,称三极管处于击穿状态。在击穿区,由于Vce 和 I c 均较大,故 Pc = I c Vce 很大,造成管子温度上升。而温度上升又会激发出更多的电子空穴对,使电流上升,进一步促使Pc 增加,温度继续上升,最后造成
9、管子的热击穿。三、温度特性由于多子与少子共同参与导电,所以温度对特性的影响较大。当温度上升时,三极管的极限参数减小,漏电流增加,使其性能下降,管子也易损坏。1 、温度对 ICBO 的影响当管子的温度上升时,输出特性曲线上移,即集电极电流随温度上升而增大。这主要由于热激发使少子浓度增加,导致I CBO 增加,从而使I C 增加。2、温度对的影响温度上升时,输出特性曲线上移,即I C增加,使增加;同时间隔也随温度上升而加大,即 ?I b 不变时, ?I c 随温度上升而增大,所以增大。3 、温度对 Vbe 的影响温度上升时,输入特性曲线左移,即Vbe 减小,使发射结正偏导通所需偏压减小。综上所述,
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