学习情境二功率放大电路的接线与调试学习任务任务1：三极管选型与测试 任务2：共发射级放大电路的接线与调试 任务3：射随器电路接线与调试 任务4：功率放大电路接线与调试 能力目标：1、掌握三极管的类型、符号及命名方法。 2、熟悉三极管放大电路的电流关系、放大作用。 3、学会三极管的选型。 4、学会使用万用表（指针和数字式）测量三极管。 5、了解场效应管的分类、符号和特征。方法能力：1.具备自学、分析、语言表达能力。 2.具有电子线路分析、实施、评价能力。 3.具有知识的综合运用能力。 社会能力：1.具有团队协作、计划、组织管理能力。 2.具有团队意识和处理人际关系能力。 教学做一体化教学布置任务务教师制作任务工作单，并向各班组布置工作任务，说明任务要求与能力目标。资讯资讯 决策1.常见三极管的测试与选型 2.三极管放大电路的电流关系测试 3.常见场效应管的认识 参考资料：网站资料、晶体管手册、实训 指导书 、教材。计计划学生根据任务书 及工作任务，制定工作任务步骤，设计设备 明细表，装接调试 分工计 划、时间 分配、填写工作计划单。 实实施按照制定设备 元器件检修工作步骤，设计 的检修明细表、分工计划实施，做出实施记 录。检查评检查评 价学生自评： 任务完成后，学生相互检查 判断，寻找不足，记录问题 ，再根据任务评 分标准进 行自评打分，训练 学生评价能力与诚实 、协同沟通能力。 教师评 价： 根据协作精神、工作方法、分析结果、安全意识、任务实 施过程考核、结果等给 出学生该任务成绩。汇报总汇报总 结结抽查两个小组汇报 任务完成情况、总结 出现的问题 与解决办法。训练 学生语言组 织、表达与成果展示能力。 教师总结 。一、咨询引导性知识三极管知识 分立放大电路 功率放大电路三极管的识别与特性 包头职业技术学院电气工程系任务一咨询引导性知识目录1. 三极管类型与符号2. 三极管电流放大作用、特性3. 三极管选型与测试 4. 场效应管与应用 训练项目 三极管选型与测试 一、三极管的类型与符号1.1 三极管的类型 1.2 极管的符号 1.3 常见三极管的外形 1.4 三极管的命名概述半导体三极管又叫晶体三极管， 由于它在工作 时半导体中的电子和空穴两种载流子都起作用， 因此属于双极型器件， 也叫做BJT（Bipolar Junction Transistor， 双极结型晶体管）。1.1三极管的分类半导体三极管的种类很多， 按照半导体材料的 不同可分为硅管、 锗管； 按功率分有小功率管、 中功率管和大功率管； 按照频率分有高频管和低频管； 按照制造工艺分有合金管和平面管等。 按照结构的不同分为两种类型： NPN型管和 PNP型管。1.2三极管的符号图2-1 三极管的结构与电路符号（a） NPN型三极管; （b） PNP型三极管 图2-1 三极管的结构与电路符号（a） NPN型三极管; （b） PNP型三极管 1.3常见三极管的外形图2-2 常见三极管的外形 1.4 三极管的命名二、三极管电流放大作用、特性2.1 三极管的工作原理 2.2 三极管的电流分配关系 2.3 三极管的电流放大作用 2.4 三极管的特性曲线 2.5 三极管的工作区2.1 三极管的工作原理由于NPN管和PNP管的结构对称，工作原理完全相 同， 下面以NPN管为例， 讨论三极管的基本工作 原理。 要使三极管能控制载流子的传输以达到电流放大的 目的， 必须给三极管加上合适的偏置电压， NPN 三极管的偏置情况如图2-3所示。图2-3 三极管内的载流子运动规律 发射极电流IE在图2-3中， 由于发射结正偏， 因此， 高掺杂浓 度的发射区多子（自由电子）越过发射结向基区扩 散， 形成发射极电流IE， 发射极电流的方向与电 子流动方向相反， 是流出三极管发射极的（与此 同时， 基区多子空穴也向发射区扩散， 但因基区 掺杂浓度低， 数量和发射区的电子相比很少， 可 以忽略不计）。基极电流IB发射区来的电子注入基区后， 由于浓度差的作 用继续向集电结方向扩散。 但因为基区多子为 空穴， 所以在扩散过程中， 有一部分自由电 子要和基区的空穴复合。 在制造三极管时， 基区被做得很薄， 只有微米数量级、 掺杂浓 度又低， 因此被复合掉的只是一小部分， 大 部分自由电子可以很快到达集电结。 而UBB的 正极接三极管的基区， 所以不断地从基区抽走 电子形成新的空穴以补充被复合掉的空穴， 维 持基区空穴浓度不变，这些被抽走的电子形成 了流入基极的基极电流IB。集电极电流Ic部分从发射区“发射”来的自由电子很快扩散到了集 电结。 由于集电结反偏， 在这个较强的从N区（ 集电区）指向P区（基区）的内电场的作用下， 自 由电子很快就被吸引、 漂移过了集电结， 到达集 电区， 形成集电极电流的主要成分Ic。 集电极电 流的方向是流入集电极的。 2.2 三极管的电流分配关系将三极管看成是一个节点， 还可以得到发射极电 流IE与IB、 IC的关系， 即IE=IC+IB=（1+ ）IB 2-1 由于较大， 通常认为IEIC。 一般小功率管基极电 流通常是微安级别， 而IC和IE的数量级可以达到毫 安级。是三极管的电流放大倍数观看动画2.3 三极管的电流放大作用如图2-4（a）所示称为三极管的共发射极放大电路。 因为 这个电路中包含由三极管的基极与发射极构成的输入回路 和由集电极与发射极构成的输出回路， 三极管的发射极作 为输入和输出回路的公共端， 所以称为共发射极放大电路 。 电源UBB接于输入回路， 使三极管的发射结正偏， UCC 接于输出回路使集电结反偏。 在这种偏置下， 可以引起三 极管内载流子有规律的传输， 产生IB、 IC、 IE电流， 并在 集电极电阻上产生输出电压UO。 其中， IC为倍的IB， 即 输出电流IC为输入电流IB的倍， 这是对直流电流的放大作 用。图2-4 三极管的电流放大作用（a） 没加入交流信号时； （b） 加入交流信号后的电流放大作用在电子电路中， 我们更关心的是三极管对微弱的变 化信号的放大作用， 在电子电路中所说的放大指的是 对变化的交流信号的放大， 而不是直流。 在图2-4（a ）电路的输入回路中串入待放大的输入信号UI， 如 图2-4（b）所示， 这样发射结的外加电压将等于 UBB+UI。 外加电压的变化， 相应使发射极电流产生 IE的变化。 由于三极管的电流分配关系是一定的， 因此IE将引起相应的IC和IB。 我们定义IC与IB的 比值为晶体管的交流电流放大系数， 即（2-2） IC=IB （2-3）IE=(1+)IB (2-4)输出电流IC是输入电流IB的倍， 可见 三极管对变化的输入电流IB有放大作用， 一 般为几十到二百之间。 观看动画总结2.4 三极管的特性曲线三极管的伏安特性曲线是指三极管各极间电压与各 电极电流之间的关系曲线， 它是管内载流子运动 规律的外部体现， 可以指导我们在电路设计中合 理地选择和使用三极管， 还可以在特性曲线上作 图对三极管的放大性能进行分析。 三极管和二极 管一样是非线性元件， 所以其伏安特性曲线也是 非线性的。 常用三极管伏安特性曲线有输入特性 曲线和输出特性曲线。 这些曲线和电路的接法有 关。 这里仍以最常用的NPN管构成的共发射极电 路为例来分析三极管的特性曲线。 1 输入特性曲线输入特性曲线是指当集电极与发射极之间电压uCE为 一常数时， 输入回路中加在三极管基极与发射极之间 的发射结电压uBE和基极电流iB之间的关系曲线。 用函 数关系式表示为（2-5） 观看动画2 输出特性曲线输出特性曲线是在基极电流iB一定的情况下 ， 三极管的集电极输出回路中， 集电极与发 射极之间的管压降uCE和集电极电流iC之间的关 系曲线。 用函数式表示为（2-6） 图2-5 三极管的输入、 输出特性曲线（a） 输入特性曲线; （b） 输出特性曲线2.5 三极管的工作区域1） 截止区 习惯上把iB0的区域称为截止区， 即iB0的输出特 性曲线和横坐标轴之间的区域。 若要使iB0， 三极管 的发射结就必须在死区以内或反偏， 为了使三极管能 够可靠截止， 通常给三极管的发射结加反偏电压。2） 放大区 在这个区域内， 发射结正偏， 集电结反偏。 iC与iB之 间满足电流分配关系iC iBICEO， 输出特性曲线近 似为水平线。 3） 饱和区 如果发射结正偏时， 出现管压降uCE0.7 V （对于硅管来说）， 也就是uCB0的情况， 我们称三极管进入饱和区。 所以饱和区的发射 结和集电结均处于正偏状态。 饱和区中的iB对 iC的影响较小， 放大区的也不再适用于饱和 区。 图2-6 三极管的三个工作区域 表2-1 三极管三种工作状态的比较 观看动画三、三极管的选型与测试由于三极管内部是由两个PN结构成的， 因此， 和二 极管类似， 也可以用万用表对三极管的电极、 好坏作 大致的判断。 需要注意一点： 无论是基极和集电极之 间的正向电阻， 还是基极与发射极之间的正向电阻， 都应在几千欧姆到十几千欧姆的范围内， 一般硅管的 正向阻值为620 k， 锗管约为15 k， 而反向电 阻则应趋近于无穷大。 若测出的电阻不论正向反向， 均为零， 说明此结已经击穿； 如测出的电阻均为无穷 大， 说明此结已断。对于数字万用表来说， 测试更加方便， 除 可利用欧姆挡测量管内的PN结以外， 还有专 门测量三极管值的插孔， 测量时只需将挡位 拨至测量三极管的位置， 并将NPN管或PNP 管的三个管脚插入对应的e、 b、 c插孔中， 就可以读出值的大小。 常见三极管的管脚排 列位置见图2-7所示。 图2-7 常见三极管的管脚排列 四、场效应管 4.1 概述 4.2 分类 4.3 结型场效应管 4.4 绝缘栅型场效应管 4.5 场效应管使用注意事项 4.6 场效应管和三极管的特点比较概述晶体三极管的自由电子和空穴两种载流子均参与导 电， 是双极型晶体管。 本节要介绍的场效应晶体 管（FET，Field Effect Transistor）只有一种载流 子多子（要么是自由电子， 要么是空穴）参 与导电， 所以是一种单极型器件。 三极管是利用基极电流来控制集电极电流的， 是 电流控制器件。 在正常工作时， 发射结正偏， 当有 电压信号输入时， 一定要产生输入电流， 导致三极管 的输入电阻较小， 一方面降低了管子获得输入信号的 能力， 而且在某些测量仪表中将导致较大的误差， 这 是我们所不希望的。 而场效应管是一种电压控制器件 ， 它只用信号源电压的电场效应， 来控制管子的输出 电流， 输入电流几乎为零， 因此具有高输入电阻的特 点； 同时场效应管受温度和辐射的影响也比较小， 又 便于集成化， 因此场效应管已广泛地应用于各种电子 电路中， 也成为当今集成电路发展的重要方向。 4.2 场效应管的分类图2-8 场效应管的分类 4.3 结型场效应管结型场效应管是利用半导体内的电场效应进行工作的 ， 也称体内场效应器件。 1结型场效应管的结构和类型结型场效应管（简称JFET）的结构示意图如图2-9（ a）所示。 它是在一块掺杂浓度较低的N型硅片两侧， 制作两个高浓度的P型区（用P+表示）， 形成两个PN 结。 两个P+区连接起来引出一个电极称为栅极g。 在 中间的N型半导体材料两端各引出一个电极分别叫做源 极s和漏极d。 它们分别相当于晶体三极管的基极b、 发射极e和集电极c， 不同