在三極體中,如何判斷發射極正偏,集電結反偏?

2020-11-26 電子發燒友

  電晶體的主要參數有電流放大係數、耗散功率、頻率特性、集電極最大電流、最大反向電壓、反向電流等。

  電流放大係數

  電流放大係數也稱電流放大倍數,用來表示電晶體放大能力。

  根據電晶體工作狀態的不同,電流放大係數又分為直流電流放大係數和交流電流放大係數。

  1.直流電流放大係數 直流電流放大係數也稱靜態電流放大係數或直流放大倍數,是指在靜態無變化信號輸入時,電晶體集電極電流IC與基極電流IB的比值,一般用hFE或β表示。

  2.交流電流放大係數 交流電流放大係數也稱動態電流放大係數或交流放大倍數,是指在交流狀態下,電晶體集電極電流變化量△IC與基極電流變化量△IB的比值,一般用hfe或β表示。

  hFE或β既有區別又關係密切,兩個參數值在低頻時較接近,在高頻時有一些差異。

  耗散功率

  耗散功率也稱集電極最大允許耗散功率PCM,是指電晶體參數變化不超過規定允許值時的最大集電極耗散功率。

  耗散功率與電晶體的最高允許結溫和集電極最大電流有密切關係。電晶體在使用時,其實際功耗不允許超過PCM值,否則會造成電晶體因過載而損壞。

  通常將耗散功率PCM小於1W的電晶體稱為小功率電晶體,PCM等於或大於1W、小於5W的電晶體被稱為中功率電晶體,將PCM等於或大於5W的電晶體稱為大功率電晶體。

  頻率特性

  電晶體的電流放大係數與工作頻率有關。若電晶體超過了其工作頻率範圍,則會出現放大能力減弱甚至失去放大作用。

  電晶體的頻率特性參數主要包括特徵頻率fT和最高振蕩頻率fM等。

  1.特徵頻率fT 電晶體的工作頻率超過截止頻率fβ或fα時,其電流放大係數β值將隨著頻率的升高而下降。特徵頻率是指β值降為1時電晶體的工作頻率。

  通常將特徵頻率fT小於或等於3MHZ的電晶體稱為低頻管,將fT大於或等於30MHZ的電晶體稱為高頻管,將fT大於3MHZ、小於30MHZ的電晶體稱為中頻管。

  2.最高振蕩頻率fM 最高振蕩頻率是指電晶體的功率增益降為1時所對應的頻率。

  通常,高頻電晶體的最高振蕩頻率低於共基極截止頻率fα,而特徵頻率fT則高於共基極截止頻率fα、低於共集電極截止頻率fβ。

  集電極最大電流ICM

  集電極最大電流是指電晶體集電極所允許通過的最大電流。當電晶體的集電極電流IC超過ICM時,電晶體的β值等參數將發生明顯變化,影響其正常工作,甚至還會損壞。

  最大反向電壓

  最大反向電壓是指電晶體在工作時所允許施加的最高工作電壓。它包括集電極—發射極反向擊穿電壓、集電極—基極反向擊穿電壓和發射極—基極反向擊穿電壓。

  1.集電極——發射極反向擊穿電壓 該電壓是指當電晶體基極開路時,其集電極與發射極之間的最大允許反向電壓,一般用VCEO或BVCEO表示。

  2.集電極——基極反向擊穿電壓 該電壓是指當電晶體發射極開路時,其集電極與基極之間的最大允許反向電壓,用VCBO或BVCBO表示。

  3.發射極——基極反向擊穿電壓 該電壓是指當電晶體的集電極開路時,其發射極與基極與之間的最大允許反向電壓,用VEBO或BVEBO表示。

  反向電流

  電晶體的反向電流包括其集電極—基極之間的反向電流ICBO和集電極—發射極之間的反向擊穿電流ICEO。

  1.集電極——基極之間的反向電流ICBO ICBO也稱集電結反向漏電電流,是指當電晶體的發射極開路時,集電極與基極之間的反向電流。ICBO對溫度較敏感,該值越小,說明電晶體的溫度特性越好。

  2.集電極——發射極之間的反向擊穿電流ICEO ICEO是指當電晶體的基極開路時,其集電極與發射極之間的反向漏電電流,也稱穿透電流。此電流值越小,說明電晶體的性能越好。

  如何用萬用表測試三極體

  (1) 判別基極和管子的類型

  選用歐姆檔的R*100(或R*1K)檔,先用紅表筆接一個管腳,黑表筆接另一個管腳,可測出兩個電阻值,然後再用紅表筆接另一個管腳,重複上述步驟,又測得一組電阻值,這樣測3次,其中有一組兩個阻值都很小的,對應測得這組值的紅表筆接的為基極,且管子是PNP型的;反之,若用黑表筆接一個管腳,重複上述做法,若測得兩個阻值都小,對應黑表筆為基極,且管子是NPN型的。

  (2)判別集電極

  因為三極體發射極和集電極正確連接時β大(錶針擺動幅度大),反接時β就小得多。因此,先假設一個集電極,用歐姆檔連接,(對NPN型管,發射極接黑表筆,集電極接紅表筆)。測量時,用手捏住基極和假設的集電極,兩極不能接觸,若指針擺動幅度大,而把兩極對調後指針擺動小,則說明假設是正確的,從而確定集電極和發射極。

  (3) 電流放大係數β的估算

  選用歐姆檔的R*100(或R*1K)檔,對NPN型管,紅表筆接發射極,黑表筆接集電極,測量時,只要比較用手捏住基極和集電極(兩極不能接觸),和把手放開兩種情況小指針擺動的大小,擺動越大,β值越高。

  如何判斷三極體的集電結為反偏或正偏

  (1)根據Ucb的電壓大於0則集電結反偏;2)Ubc(有方向,不是Ucb)的電壓大於0則集電結正偏。

  三極體輸出特性曲線中

  (1)放大區: 發射結正偏,集電結反偏。

  當Uce 》= 1V時,因為Ube 《 0.7V =》Ucb = Uce - Ube 》 0V =》集電結反偏

  (2)截止區(即Ib=0,Ub 《 Uc):發射結反偏,集電結反偏。

  因為Ub 《 Uc =》Ucb = Uc - Ub 》 0V,

  =》集電結反偏。

  (3)飽和區:發射結正偏,集電結正偏。一般Uce《0.7V(矽管)或反偏電壓很小。

  因為Uce 《 0.7V且Ube很大(大於0.7V) =》Ubc = Ube - Uce 》 0;

  =》集電結正偏。

  正偏:當外界有正向電壓偏置時,外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。 在電子電路中,將二極體的正極接在高電位端,負極接在低電位端,二極體就會導通,這種連接方式,稱為正向偏置

  反偏:與正向偏置相比,交換電源的正、負極位置,即P區接電源負極,N區接電源正極,就構成了PN結的反向偏置。

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