2.4-晶体三极管资料

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2.4 晶 体 三 极 管,新编电类专业计算机基础教程,三极管特性,三极管的使用,三极管重要参数,目 录,简易时间继电器,b,e,c,b,e,c,两种类型,NPN,型,PNP,型,三极管电路符号,1,N,：,Negative,，负， 以电子为主,P,：,Positive,，正，以空穴为主,2,b:,基 极,(base),c:,集电极,(collector),e:,发射极,(emitter),3,箭头所指方向为电流容易过的方,向。,NPN,：电流从管子流向发射极,PNP,：电流从发射极流向管子,管子,管子,b,e,c,NPN,型,三极管正常工作条件,(,以,NPN,举例,),正向偏压,反向偏压,基极,b,、集电极,c,接正电压,发射极,e,接负电压,基极,b,、集电极,c,接负电压,发射极,e,接正电压,三极管,有,电流流过,三极管,无,电流流过,要使三极管正常工作，必须使其电流的流向与符号中箭头所指的方向一致。,+,-,+,-,b,e,c,NPN,型,三极管正常工作条件,(,以,NPN,为例,),b,e,c,+,-,三极管的基极和发射极之间相当于一个二极管的,2,个电极 。,导通压降也为,0.7V,。,0.7V,0.7V,如何分析三极管电路,NPN,TMPS8050,集电极回路,基极回路,I,e,=,I,b,+,I,c,两个回路电流均流过发射极,三极管实验电路和分析,I,c,I,b,I,e,V,ce,V,be,R,c,200 1/2W,V,A,A,+,A,E,b,0V5V,5V9V,E,c,R,b,10K,+,+,R,b,E,b,三极管,be,基极回路,I,b,=,E,b,-V,be,R,b,=,E,b,- 0.7V,R,b,欧姆定律：,因为：,R,b,一定,，,V,be,= 0.7V,所以：,I,b,随,E,b,变化而变化,集电极回路,E,c,=,I,c,R,c,x,+,V,ce,R,c,E,c,三极管,ce,NPN,型,基极电源,E,b,集电极电源,E,c,集电极电压,V,c,三极管仿真电路分析,V,o,集电极电压（,V,）,I,c,集电极电流（,mA,）,I,b,基极电流,(uA),0V,1V,2V,3V,4V,5V,9V,基极回路,源电压,V,b,0.2V,a,位于,a,左侧区域,I,b,=,I,c,= 0,V,o,=,E,c,= 9V,截止区,NPN,型,基极电源,E,b,集电极电源,E,c,集电极电压,V,c,I,c,I,b,I,e,三极管仿真电路分析,0.7V,V,o,集电极电压（,V,）,I,c,集电极电流（,mA,）,I,b,基极电流,(uA),0V,1V,2V,3V,4V,5V,9V,基极回路,源电压,V,b,0.2V,b,NPN,型,基极电源,E,b,集电极电源,E,c,集电极电压,V,c,I,c,I,b,I,e,三极管仿真电路分析,位于,ab,区域,I,c,随,I,b,成比例增加，即,V,o,逐渐下降,放大区,=,I,c,I,b,V,O,I,c,I,b,放大区,3.7V,0.7V,a,V,o,集电极电压（,V,）,I,c,集电极电流（,mA,）,I,b,基极电流,(uA),0V,1V,2V,3V,4V,5V,9V,基极回路,源电压,V,b,0.2V,a,b,饱和区,NPN,型,基极电源,E,b,集电极电源,E,c,集电极电压,V,c,I,c,I,b,I,e,三极管仿真电路分析,位于,b,右侧区域,I,c,达到最大值,V,o,约等于,0.2V,饱和区,3.7V,V,O,I,c,I,b,放大区,0.7V,三种状态,截止状态,即使集电极加有电压，但基极无电流流过，,即,I,c,=,I,e,= 0,时,V,ce,等于电源电压,放大状态,集电极电流受控于基极电流,放大倍数： ，,I,c,随,I,b,成比例增加,V,ce,逐渐降低,饱和状态,集电极电流,I,c,保持最大值而不再增加，,I,b,I,c,V,ce,约等于,0.2V0.3V,集电极电流为集电极回路能够提供的最大电流,I,c,=,I,b,仿真实验总结,NPN,TMPS8050,I,c,I,b,I,e,V,ce,V,be,R,c,200 1/2W,V,A,A,+,A,E,b,0V5V,5V9V,E,c,R,b,10K,+,+,b,e,c,基极,（输入端）,发射极,（公共端）,A,集电极,（输出端）,检测基极电流,的电流计,由基极电流控,制的电流源,仿真实验总结,三极管的特性,三极管的使用,三极管的重要参数,目 录,简易时间继电器,发射极,-,集电极最大耐压，超过此值三极管将被击穿,在选择晶体管时，,V,ceo,大约为所用电源电压,2,倍,S8050,的,V,ceo,为,25V,V,ceo,S8050 NPN,型三极管参数,I,c,I,b,I,e,V,ce,+,b,e,c,I,c,I,b,I,e,V,ce,+,b,e,c,最大集电极电流，即流过三极管集电极的最大电流,在选择晶体管时，,I,cm,大约为三极管正常工作时流过集电极最大电流的,2,倍,S8050,的,I,cm,为,0.5A,I,cm,S8050 NPN,型三极管参数,I,c,I,b,I,e,V,ce,+,b,e,c,用,P,c,表示集电极发射极消耗功率,那么,P,c,=,I,c,x,V,ce,P,c,在三极管内部转换为热导致三极管内部温度上升，则,P,cm,就是可消耗的最大功耗值,S8050,的,P,cm,为,0.625W,P,cm,S8050 NPN,型三极管参数,0V,1V,2V,3V,4V,5V,9V,V,o,集电极电压（,V,）,I,c,集电极电流（,mA,）,I,b,基极电流,(uA),基极回路源电压,V,b,0.2V,a,b,I,c,I,b,V,O,放大区,饱和区,截止,状态,V,ce,最大，,I,c,最小约为,0,，,则功耗较小,放大,状态,V,ce,较大，,I,c,也较大,则功耗最大,截止区,三极管功耗分析,三极管的特性,三极管的使用,三极管的重要参数,目 录,简易时间继电器,V,o,=V,c,即高电平 “,1”,Vo0,即低电平,“0”,迅速越过放大区，方可满足开关状态,三极管在何种状态下满足开关状态？,两种,状态,关：,1,开：,0,截止区,开关应用,(,原理分析,),0V,1V,2V,3V,4V,5V,9V,V,o,集电极电压（,V,）,I,c,集电极电流（,mA,）,I,b,基极电流,(uA),基极回路源电压,V,b,0.2V,a,b,V,O,I,c,I,b,截止区,放大区,饱和区,饱和区,开关应用,(,波形分析,),输入,Vi,输出,Vo,b,e,c,R,3,1K,S8050,R,1,10K,R,2,4.7K,+,Vcc,“0”(0V),Vo = Vcc,“1”,I,c,= 0,截止态,(a),三极管开关电路图,R,3,1K,S8050,输入,Vi,输出,Vo,(b),三极管开关等效电路,开关断开,开关应用,(,波形分析,),输入,Vi,输出,Vo,b,e,c,R,3,1K,S8050,R,1,10K,R,2,4.7K,+,Vcc,(a),三极管开关电路图,+Vcc,0V,+Vcc,0V,输入,Vi,输出,Vo,(c),三极管开关输入输出波形,相当于一个反相器,R,3,1K,S8050,输入,Vi,输出,Vo,(b),三极管开关等效电路,“1”(5V),Vo = 0V,“0”,开关闭合,继电器介绍,概 述,一类常见的电子控制器件,应 用,应用于各类自动控制电路中,原 理,用较小的电流去控制较大的电流的一种“自动开关”,组 成,具有控制系统（输入回路）和被控制系统（输出回路）,作 用,在电路中起自动调节、安全保护、转换电路等作用,分 类,从制作工艺上来分，有电磁继电器、热敏干簧继电器、固态继电器、磁簧继电器、光继电器等等,电磁式继电器,支架,衔铁,弹簧,电磁线圈,触点,电气符号,常闭端,NC,公共端,COM,常开端,NO,输入,输出,I,工作原理,当输入端,1,和,2,之间通过足够大的直流电时，电磁线圈产生磁力可,吸引衔铁，在公共触点,4,离开触点,3,而与触点,5,短接在一起；,当撤销输入端电流时，电磁线圈失去磁性，在弹簧的作用下触点,4,弹回触点,3,而与触点,5,断开。,通常，控制输入线圈的是低电压,mA,级的信号，而输出触点与输入之间是绝缘的，并且触点能够承受高电压,A,级的强电信号，输出功率与输入功率之比可达千倍以上。,开关受控于电感线圈,小型继电器实物图,一些小型继电器的实物照片,被封装在透明壳内的继电器,线圈,底座,触点,弹簧,驱动继电器,(,工作原理,),继电器,工作原理,继电器线圈需要流过较大电流,(,约,50mA),才能使继电器吸合，一般,的集成电路不能提供这样大的电流，因此必须进行扩流，即,驱动,。,输入,Vi,b,e,c,S8050,R,1,R,2,4.7K,+,Vcc,用,NPN,三极管驱动继电器电路图,D,IN4007,ON,+Vcc,0V,OFF,1.,继电器吸合过程,2.,续流二极管作用,3.R1,、,R2,电阻取值,续流二极管,继电器,输入,Vi,续流二极管,b,e,c,S8050,R,1,R,2,4.7K,+,Vcc,用,NPN,三极管驱动继电器电路图,D,IN4007,继电器,1.,继电器吸合过程,释放,+Vcc,0V,OFF,驱动继电器,(,工作原理,),输入,Vi,续流二极管,b,e,c,S8050,R,1,R,2,4.7K,+,Vcc,用,NPN,三极管驱动继电器电路图,D,IN4007,继电器,1.,继电器吸合过程,ON,+Vcc,0V,OFF,吸合,驱动继电器,(,工作原理,),输入,Vi,b,e,c,S8050,R,1,R,2,4.7K,+,Vcc,用,NPN,三极管驱动继电器电路图,D,IN4007,继电器,ON,+Vcc,0V,OFF,OFF,2.,续流二极管作用,关断时线圈,将产生电动势,三极管由饱和变为截止瞬间，继电器电感,线圈中的电流突然失去流通通路，从而在,线圈两端产生较大的反向电动势，极性为,下正上负，可达,100,伏以上，足以损坏三,极管,为保护三极管，将开关关断时线,圈所产生的反向电动势通过,箭头,所指方向放掉，并使集电极对地,电压最高不超过,(+Vcc)+0.7V,驱动继电器,(,工作原理,),确保当输入为,+Vcc,时三极管,可靠饱和,3.R1,、,R2,电阻取值,I,b,I,cs,饱和条件：,例如,：,若,V,cc,=+5V,I,cs,=50mA,=100,，,且,R2=4.7k,，计算,R1,取值。,.,.,.,5V-0.7V,R,1,0.7V,4.7K,-,0.5mA,则：,R,1,驱动继电器,(,工作原理,),常见三极管,(,用途,),光电管,普通开关管,高频放大管,(,贴片,),功率三极管,(,金属,),陶瓷放电管,中高频放大管,三极管的特性,三极管的使用,三极管的重要参数,目 录,简易时间继电器,RC充放电回路知识回顾,-,-,-,-,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,-,-,-,t,V,C,0,E,放电曲线,恒流,E/R,充电曲线,实际充电曲线,V,C,E,C,K,R,1,2,RC,充放电回路,RC,充放电波形,K,打到,1,处，对电容器充电,K,打到,2,处，电容器通过,R,放电,充电,放电,RC,充放电回路串联的电阻,R,越大，充电电流就越小，则充电时间就越长；,电容量,C,越大，所需要的电荷量就越大（即储能越多），充电时间就越长。,这就是能够用,RC,电路实现延时的理论依据,使用RC电路实现延时,-,-,-,-,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,-,-,-,t,V,0,V,C,E,K,R,1,2,RC,充放电回路,RC,延时原理示意图,负载,假,设,开关,K,初始状态是接通,2,端点，电容,C,中初始电荷量为,0,；,在输出级接入一个负载，这种负载的特点是存在一个反转电压，当,输入电压低于或高于该反转电压值时，会被识别为,0,或,1,，而输出不,同的状态。,T,输入,V,C,输出,动作阀值,初始状态,开关由,2,转向,1,当电容两端电压达到负载动作阀值电压时，负载识别为,1,输入信号被延迟了,T,简易时间继电器原理,U1,U2,t,RC,电路输出,电压,U1,三极管输出,电压,U2,继电器状态,RC,电路,继电器驱动电路, 电路上电,+Vcc,初始状态（上电瞬间）：电容中没有存储电荷，两端压差为零，三极管,Q,的输入端为高电平,(+Vcc),，三极管导通。,随着电容中充入的电荷量越来越多，两端的压差也越来越大，三极管输入端电压也将越来越低，当三极管中电流不足以维持继电器吸合时，继电器释放。,初始状态（上电瞬间）,-,-,-,-,-,-,-,+,+,+,+,+,+,+,+,三极管中电流不足以维持继电器吸合,吸合,释放,简易时间继电器原理,U1,U2,t,RC,电路输出,电压,U1,三极管输出,电压,U2,继电器状态,按下按键,+Vcc,电容两端压差降为零，三极管,Q,的输入端为高电平,(+Vcc),，三极管导通，继电器吸合。,-,-,-,-,-,-,-,+,+,+,+,+,+,+,+,吸合,释放,按下按键,电容放电时，限制放电电流不至过大而损坏电容,简易时间继电器原理,U1,U2,t,RC,电路输出,电压,U1,三极管输出,电压,U2,继电器状态,按下按键,+Vcc,电容两端压差降为零，三极管,Q,的输入端为高电平,(+Vcc),，三极管导通，继电器吸合。,吸合,释放,按下按键,释放按键,电容充电，两端压差增大，,U1,下降，直至三极管中电流不足以维持继电器吸合，继电器释放。,-,-,-,-,-,-,-,+,+,+,+,+,+,+,+,释放按键,三极管中电流不足以维持继电器吸合,吸合,释放,延迟时间,电路的延迟时间 可以通过,RC,电路的时间常数, = RC,进行估算，但因三极管放大倍数的离散性较大，故延时无法做到非常精确。,公式中的,R,可近似等于,R3,与,R1,并联后的阻值。因为三极管驱动电路已经确定了,R1,的取值范围，这个限定了,R,无法取较大值。如果要通过这个电路实现较长时间的延时，则需要采用较大的电容。,