简易电子琴
样前级穿透电流分流,R越小分流作用越大,总的长透电流越小,同样复合管的电流放大倍数下降。 2.4.1 晶体三极管
三极管是一种控制元件,三极管的作用非常的大,可以说没有三极管的发明就没有现代信息社会的如此多样化,电子管是他的前身,但是电子管体积大耗电量巨大,现在已经被淘汰。三极管主要用来控制电流的大小,以共发射极接法为例(信号从基极输入,从集电极输出,发射极接地),当基极电压UB有一个微小的变化时,基极电流IB也会随之有一小的变化,受基极电流IB的控制,集电极电流IC会有一个很大的变化,基极电流IB越大,集电极电流IC也越大,反之,基极电流越小,集电极电流也越小,即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多,这就是三极管的电流放大作用。
电流放大是晶体三极管的作用,其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。这是三极管最基本的和最重要的特性。我们将ΔIc/ΔI的比值称为晶体三极管的电流放大倍数,用符号“β”表示。电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值,但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。根据三极管的作用我们分析它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号,当然这种转换仍然遵循能量守恒,它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。当三极管的基极上加一个微小的电流时,在集电极上可以得到一个是注入电流β倍的电流,即集电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化,并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化,这就是三极管的放大作用。三极管的作用还有电子开关,配合其它元件还可以构成振荡器,此外三极管还有稳压的作用。
三极管是一种控制元件,主要用来控制电流的大小,以共发射极接法为例(信号从基极输入,从集电极输出,发射极接地),当基极电压UB有一个微小的变化时,基极电流IB也会随之有一小的变化,受基极电流I的控制,集电极电流IC会有一个很大的变化,基极电流IB越大,集电极电流IC也越大,反之,基极电流越小,集电极电流也越小,即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多,这就是三极管的放大作用。IC 的变化量与I变化量之比叫做三极管的放大倍数β(β=ΔIC/ΔI, Δ表示变化量。),三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍。 三极管在放大信号时,首先要进入导通状态,即要先建立合适的静态工作点,也叫建立偏置,否则会放大失真。 在
13
简易电子琴
三极管的集电极与电源之间接一个电阻,可将电流放大转换成电压放大:当基极电压UB升高时,I变大,IC也变大,IC在集电极电阻RC的压降也越大。
晶体三极管(如图2-4)可以说它是电子电路中最重要的器件。它最主要的功能是电流放大和开关作用。三极管顾名思义具有三个电极。三极管由两个PN结构成,共用的一个电极成为三极管的基极(用b表示)。它的两个电极成为集电极(用c表示)和发射极(用e表示)。由于不同的组方式,形成了一种是NPN型的三极管,另一种是PNP型的三极管。
图2-4 晶体三极管
三极管的种类很多,并且不同型号各有不同的用途(如图2-5)。三极管大都是塑料封装或金属封装,常见三极管的外观如图。三极管的电路符号有两种:有一个箭头的电极是发射极,箭头朝外的是NPN型三极管,而箭头朝内的是PNP型。实际上箭头的方向是电流的方向。
图2-5三极管的几种用途
电子制作中常用的三极管有90××系列,包括低频小功率硅管9013(NPN)、9012
14
简易电子琴
(PNP),低噪声管9014(NPN),高频小功率管9018(NPN)等。它们的型号一般都标在塑壳上,而样子都一样,都是TO-92标准封装。在老式的电子产品中还能见到3DG6(低频小功率硅管)、3AX31(低频小功率锗管)等,它们型号都印在金属外壳上。
我国生产的晶体管有一套命名规则:第一部分的3表示为三极管。第二部分表示器件的材料和结构,A: PNP型锗材料, B: NPN型锗材料 ,C: PNP型硅材料, D: NPN型硅材料 。第三部分表示功能,U:光电管, K:开关管, X:低频小功率管, G:高频小功率管, D:低频大功率管 ,A:高频大功率管。另外,3DJ型为场效应管,BT打头的表示半导体特殊元件。
三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。当三极管的基极上加一个微小的电流时,在集电极上可以得到一个是注入电流β倍的电流,即集电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化,并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化,这就是三极管的放大作用。三极管还可以作电子开关,配合其它元件还可以构成振荡器。 常用小功率品种三极管参数(表2-1):
表2-1 三极管的参数
参数 型号 100 ≧45 极 性 PCM /MW ICM /MA ICBO /UA COB /PF U(BR)CEO HFE /V 备注 FT /MHZ 9014 NPN 450 600-1000 ≦0.05
塑封 150 选用晶体管要符合满足设备及电路的要求,要符合节约的原则。
首先:根据电路工作频率确定选用低频管或高频管。低频观特征频率FT≦2.5MHz高频管的fT达几千兆赫,甚至更高。
其次:根据三极管实际工作的最大集电极电流Icm,管耗Pcm,以及电源电压Vcc选择合适的三极管,要选用的三极管的Pcm﹥Pcm,Icm﹥Icm,U(BD)CEO﹥Vcc。对于三极管β值的选择,β太大了容易引起自身的振荡,这样的三极管工作起来不稳定,一般选在β40-100之间。但是9014低噪声,高β值,β值达数百时温度性能很好,选用管子穿透电流ICEO越
15
简易电子琴
小越好,这样电路的稳定性好。
三极管的主要参数反映了三极管各种性能的指标,是分析三极管电路和选用三极管的依据。电流放大系数,共发射极电流放大系数、共发射极直流电流放大系数、共发射极交流电流放大系数,共基极电流放大系数。 1.集-基反向饱和电流ICBO
ICBO是指发射极开路,在集电极与基极之间加上一定的反向电压时,所对应的反向电流。它是少子的漂移电流。在一定温度下,ICBO是一个常量。随着温度的升高ICBO将增大,它是三极管工作不稳定的主要因素。在相同环境温度下,硅管的ICBO比锗管的ICBO小得多。
2.穿透电流ICEO
ICEO是指基极开路,集电极与发射极之间加一定反向电压时的集电极电流。ICEO与ICBO的关系为:ICEO = ICBO+ICBO=(1+)ICBO GS0125
该电流好象从集电极直通发射极一样,故称为穿透电流。ICEO和ICBO一样,也是衡量三极管热稳定性的重要参数。
频率参数是反映三极管电流放大能力与工作频率关系的参数,表征三极管的频率适用范围。共射极截止频率fβ,特征频率fT,三极管的β值是频率的函数,中频段β=βo几乎与频率无关,但是随着频率的增高,β值下降。当β值下降到中频段βO1/倍时,所对应的频率,称为共射极截止频率,用fβ表示,当三极管的β值下降到β=1时所对应的频率,称为特征频率。在fβ~fT的范围内,β值与f几乎成线性关系,f越高,β越小,当工作频率f>fT,时,三极管便失去了放大能力。 三极管的检测:
小功率三极管的检测:
1. 测量极间电阻。将万用表置于R×100或R×1k挡,按照红、黑表笔的六种不同接法进行测试。其中,发射结和集电结的正向电阻值比较低,其他四种接法测得的电阻值都很高,约为几百千欧至无穷大。但不管是低阻还是高阻,硅材料三极管的极间电阻要比锗材料三极管的极间电阻大得多。
2. 三极管的穿透电流ICEO的数值近似等于管子的倍数β和集电结的反向电流ICBO的乘积。ICBO随着环境温度的升高而增长很快,ICBO的增加必然造成ICEO的增大。而ICEO的增大将直接影响管子工作的稳定性,所以在使用中应尽量选用ICEO小的管子。
16