2016-11-24 10:29:52

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三极管中,从三个区引出相应的电极,分别为基极b,发射极e和集电极c。发射区和基区之间的PN结叫发射结,集电区和基区之间的PN结叫集电结。

基本信息

  • 中文名

    集电极

  • 外文名

    collecting electrode

  • 主要材料

    三极管

  • 符号

    C

折叠 编辑本段 简介

(a)共集电极电路 (b)交流通路(a)共集电极电路 (b)交流通路

三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部

(b)等效电路图(b)等效电路图分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种。三极管的结构示意图如图1所示,电路符号如图2所示。

折叠 编辑本段 电路

共集电极电路

源电压放大倍数源电压放大倍数输入信号电压Vi加在基极,信号电压Vo由发射极输 出的电路称为共集电极电路,又称为射极输出器,如图2.5.1(a)所示。由于采用的是分压式偏置,静态工作点的计算与 图2.1.2完全相同,这里不再重复。

折叠 编辑本段 放大电路

共集电极放大电路

在共集电极放大电路中,输入信号是由三极管的基极与发射极两端输入的,再由三极管的基极与发射极两端获得输出信号。因为集电极是共同接地端,所以称为共集电极放大电路。共集电极放大电路具有以下特性:

1、输入信号与输出信号同相;

2、电压增益低(≤1);

3、电流增益高(1+β);

4、功率增益低;

5、适用于电流放大和阻抗匹配电路。

折叠 编辑本段 电路分析

画共集电极电路的交流通路和等效电路如图2.5.1(b)、(c) 所示,图中Rb=Rb1//Rb2。

(a)共集电极集电极集电极电路 (b)交流通路

电压放大倍数电压放大倍数(1)输入电阻

由三极管的输入端向右看的输入电阻

(2.5.1)

式中 =Re// ,一般情况下 rce>>。上式表明共集电极电路的输入电 比基本共发

射极电路的输入电阻R'i 大得多。

实际上共集电极电路的 与具有电流负反馈共发射极电路的类似,可以用分析图2.3.8提到过的折合 概念直接得出,即将=Re//RL折合到基极回路时要增大1+b倍。

放大器的输入电阻:放大器的输出电阻放大器的输出电阻(2.5.2)

(2)电流放大倍数

(锂离子电池等效电路锂离子电池等效电路2.5.3)

上式中的负号表明定义的电流方向Ie与实际的电流方向相反。

(3)电压放大倍数Av和源电压放大倍数Avs

电压放大倍数:

(2.5.4)

一般情况下都满足(1+b)R'L>>。 上式表明共集电极电路的电压放大倍数近似为1,输出电压与输入电压同相,因此又称为射极跟随器。

需要强调的是,对直流而言,射极电压比基极电压低零点几伏,对信号而言,共集电极电路的射极 电压近似等于基极电压。

源电压放大倍数: (2.5.5)

(4)输出电阻

门干扰电路门干扰电路求输出电阻的等效电路如图2.5.2,忽略的分流作用时,由图可列方程组

图2.5.2 求输出电阻的等效电路

上两式联立求解可得

由三极管的输出端向左看的输出电阻(2.5.6)

上式表明共集电极电路的输出电阻R'o比基本的共发射极 电路的输出电阻R'o小得多,并与信号源内电Rs有关。实际上R'o也可以用折合概念直接得出,上节指出,将射极电阻折合到基极要增大1+β倍,反过来将基极电阻折合到射极就要减小1+β倍。

折叠 编辑本段 判断

一只标志不清的晶体管三极管,可以用万用表判断它的极性,确定它是硅管还是锗管,并同时区分它的管脚。对于一般小功率管,判断时一般只宜用Rx1K档.步骤如下:

1.正测与反测将红黑表笔测晶体管的任意两脚电阻,再红黑表笔互换仍测这两脚电阻,两次测量电阻读数不同,我们把电阻读数较小的那次测量叫正测,我们把电阻读数较大的那次测量叫反测。

2.确定基极将晶体管三只管脚编上号1.2.3.万用表作三种测量,即1-2,2-3,3-1,每种又分正测和反测。这六次测量中,有三次属正测,且电阻读数个不相同。找出正测电阻最大的那只管脚,例如1-2,另一支管脚3便是基极。这是由于不论管或管,都为两个二极管反向连接而成。发射极,集电极与基极间的正测电阻即一般二极管正向电阻,很小。当两表笔接集电极和发射极时,其阻值远大于一般二极管正向电阻。

3.判别极性黑表笔接已确定的基极,红表笔接另一任意极,若为正测,则为NPN管,若为反测,则为PNP管。这是因为黑表笔接万用表内电池正端,如为正测,黑表笔接的是P端,晶体管属NPN型。如为反测,黑表笔接的是N端,晶体管属PNP型。

4.确定集电极和发射极对集电极和发射极作正测。在正测时,对NPN管黑表笔接的是集电极,对PNP管,黑表笔接的是发射极。这是因为不论正测或反测,都有一个PN结处于反向,电池电压大部分降落在反向的PN结上。发射结正偏,集电路反偏时流过的电流较大,呈现的电阻较小。所以对NPN管,当集,射间电阻较小时,集电极接的是电池正极,即接的是黑表笔。对PNP管,当集,射间的电阻较小时,发射极接的是黑表笔。

5.判别是硅管还是锗管对发射极基极做正测,若指针偏转了1/2--3/5,是硅管。若指针偏转了4/5以上,是锗管。这是因为电阻挡对基--射极作正测时,加在基射间的电压是Ube=(1-n/N)E,E=1.5v是电池电压,N是有线性刻度的某一直流电压的总分格数,n是表针在该刻度线上偏转的分格数。通常硅管U=0.6~0.7v,锗管Ube=0.2~0.3v。因此在测试时,对硅管,n/N约为1/2-3/5;对锗管,n/N约为4/5以上。另外,对于一般小功率的判别,万用表不宜采用Rx10或Rx1挡。以500型万用表测硅管来说明,该表内阻在Rx10挡是100欧,对硅管b.e极作正测是,电流达Ibe=(1.5v-0.7v)/100欧=8mA,测锗管时电流还要大,用Rx1挡电流更大,有可能损坏晶体管。至于Rx1k挡,该挡电池电压较高,常见的有1v,12v,15v,22.5v等几种,反测时有可能造成PN结击穿,故此挡也应慎用。

任取两个电极(如这两个电极为1、2),用万用电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻,观察表针的偏转角度;接着,再取1、3两个电极和2、3两个电极,分别颠倒测量它们的正、反向电阻,观察表针的偏转角度。在这三次颠倒测量中,必然有两次测量结果相近:即颠倒测量中表针一次偏转大,一次偏转小;剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小,这一次未测的那只管脚就是要寻找的基极。

找出三极管的基极后,就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的导电类型。将万用表的黑表笔接触基极,红表笔接触另外两个电极中的任一电极,若表头指针偏转角度很大,则说明被测三极管为NPN型管;若表头指针偏转角度很小,则被测管即为PNP型。

找出基极b,另外两个电极哪个是集电极c,哪个是发射极e呢?这时可以用测穿透电流ICEO的方法确定集电极c和发射极e:(1)对于NPN型三极管,用万用电表的黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec,虽然两次测量中万用表指针偏转角度都很小,但仔细观察,总会有一次偏转角度稍大,此时电流的流向一定是:黑表笔→c极→b极→e极→红表笔,电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致("顺箭头"),所以此时黑表笔所接的一定是集电极c,红表笔所接的一定是发射极e。(2)对于PNP型的三极管,道理也类似于NPN型,其电流流向一定是:黑表笔→e极→b极→c极→红表笔,其电流流向也与三极管符号中的箭头方向一致,所以此时黑表笔所接的一定是发射极e,红表笔所接的一定是集电极c。

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