【电路补习笔记】5、三极管的参数与选型

目录

  • 常用的三极管型号
  • 结构
  • 作用
    • 放大
      • 三极管的三种放大组态的比较
        • 共射极放大电路
          • 单管共射放大电路(受温度影响大)的动态特性
          • 单管共射分压偏置放大电路的动态特性
        • 共集电极放大电路
          • 使用
        • 共基极放大电路
      • 多级放大电路
        • 多级放大电路的耦合
        • 多级放大电路的动态分析
    • 开关
      • NPN
      • PNP


老师的主页:唐老师讲电赛
视频地址:唐老师讲电赛之唐老师讲电子器件(5)三极管参数与选型

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       半导体三极管,也叫晶体三极管。由于工作时,多数载流子和少数载流子都参与运行,因此,还被称为双极型晶体管(Bipolar Junction Transistor,简称BJT)
       三极管由两个靠得很近的PN结组成,分PNP和NPN两种类型

常用的三极管型号

(具体型号的额定电流大小还与封装有关)

9012 PNP 0.5A 25V
9013 NPN 0.5A 25V
S8050 NPN 0.5A 25V
S8550 PNP 0.5A 25V
SS8050 NPN 1A 25V
SS8550 PNP 1A 25V

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结构

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作用

三极管的两个作用:放大和开关

放大

       计算静态工作点:电容视为断路
       小信号模型:电容视为短路,电源视为地

三极管的三种放大组态的比较

       小信号模型中,什么极接地就是共什么极电路。
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共射极放大电路:电压增益较大,输入电阻较小,输出电阻较大
共集电极放大电路:电压增益约等于1,输入电阻较大,输出电阻较小

共射极放大电路

单管共射放大电路(受温度影响大)的动态特性

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单管共射分压偏置放大电路的动态特性

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共集电极放大电路

结构:
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射极输出器的特点:电压放大倍数≈1,输入阻抗高,输出阻抗小

使用
  1. 将射极输出器放在电路的首级,可以提高输入电阻。
  2. 将射极输出器放在电路的末级,可以降低输出电阻,提高带负载能.
  3. 将射极输出器放在电路的两级之间,可以起到电路的匹配作用。

共基极放大电路

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多级放大电路

多级放大电路的耦合

阻容耦合
直接耦合
变压器耦合
光电耦合

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       阻容耦合方式的优点在于耦合电容的隔直作用,使各级的直流通路互不相通,从而使各级的静态工作点相对独立,电路的分析、设计和调试都比较方便。只要耦合电容足够大,前一般的输出信号几乎没有衰减地加到后一级的输入端,使信号得到充分利用。
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多级放大电路的动态分析

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开关

NPN

       若IO存在高阻态,应加入下拉电阻。
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三极管基极下拉电阻作用 —— 几米™

  1.        防止三极管受噪声信号的影响而产生误动作,使晶体管截止更可靠!三极管的基极不能出现悬空,当输入信号不确定时(如输入信号为高阻态时),加下拉电阻,就能使有效接地。
           特别是GPIO连接此基极的时候,一般在GPIO所在IC刚刚上电初始化的时候,此GPIO的内部也处于一种上电状态,很不稳定,容易产生噪声,引起误动作!加此电阻,可消除此影响(如果出现一尖脉冲电平,由于时间比较短,所以这个电压很容易被电阻拉低;如果高电平的时间比较长,那就不能拉低了,也就是正常高电平时没有影响)!
           但是电阻不能过小,影响泄漏电流!(过小则会有较大的电流由电阻流入地)
  2.        当三极管开关作用时,ON和OFF时间越短越好,为了防止在OFF时,因晶体管中的残留电荷引起的时间滞后,在B、E之间加一个R起到放电作用。高频,深饱和时特别要注意。(次要)
  3.        三极管基级加电阻主要是为了设置一个偏置电压,这样就不会出现信号的失真(这在输入信号有交流时极其重要:如当温度上升时,Ic将增大,导致Ie也会增大,那么在Re上的压降也增大,而Vbe=Vb-IeRe,而Vb此时基本上被下拉电阻保持住,所以使Vbe减小。当然这个减小对0.7v来说是很小的,是从微观上去分析的。Vbe的减小,使Ib减小,结果牵制了Ic的增加,从而使Ic基本恒定。这也是反馈控制的原理)。
           而且同时还是为了防止输入电流过大,加个电阻可以分一部分电流,这样就不会让大电流直接流入三极管而损坏其.至于为了放电,一般是在MOS管中才用,三极管这个问题不大.
  4.        如果三极管不接下拉电阻,就不能设定偏置电压,这样会产生输入信号的交越失真,并且输 入电流过大的时候会导致大电流直接流入三极管而损坏其.三极管我们分析的时候有时总是认为它的内部是有二极管的效应的,但这样是错误的认识,应该更正.而MOS管同样需要一个偏制电压,而下拉电阻可以起到这样的作用,我们一般称之为GATE偏制.由于MOS管内部的三个级是彼此绝缘的,所以自然会有电容效应在,当信号消失的时候内部的等效电容可以通过下拉电阻进行放电.而且也是必须的,否则会逻辑出错.

接下拉电阻时还要注意:

  1. 下拉电阻阻值不能太大,不然会导致流入基级的电流太小
  2. 如果是高速开关信号,尽量在下拉电阻上并联一个电容以提高高速性能

PNP

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       若IO存在高阻态,应加入上拉电阻。
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