【正文】 同樣的規(guī)格、相同型號(hào)的三極管進(jìn)行更換，或采用性能參數(shù)相近的三極管進(jìn)行代替，在更換或代用晶體管時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)。選擇三極管時(shí)注意事項(xiàng)。161。 （１）在確認(rèn)三極管損壞后，選擇與原來(lái)型號(hào)相同、規(guī)格及檔次相同、β值相同或相近的三極管更換。161。 （２）更換完畢，要檢測(cè)電壓、電流是否正常，靜態(tài)工作點(diǎn)是否在正常值，管子有無(wú)過(guò)熱現(xiàn)象。上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回４ .２　電氣元件161。 五、代用三極管必須遵守的原則161。 如找不到相同型號(hào)、規(guī)格的三極管進(jìn)行更換時(shí)，可用性能相近的三極管代替，但必須遵守如下原則：161。 （１）極限參數(shù)高的三極管可以代替極限低的三極管，如Ｐ ｃｍａｘ 大的三極管可以代替Ｐ ｃｍａｘ 小的三極管。161。 （２）性能好的三極管可以代替性能差的三極管，如Ｉ ｃｅｏ 小的三極管可以代替Ｉ ｃｅｏ 大的三極管。161。 （３）高頻管和開(kāi)關(guān)管代替普通低頻三極管（其參數(shù)應(yīng)能滿足要求）。上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回４ .２　電氣元件161。 （４）復(fù)合管可以代替單管。復(fù)合管通常是用兩只三極管復(fù)合而成，可完成單管所實(shí)現(xiàn)的功能，但采用復(fù)合管代替單管時(shí)，一般都要重新調(diào)整直流偏置，選擇合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。161。 六、晶體三極管低頻電壓放大電路161。 晶體三極管的一個(gè)最基本作用是可作放大器。按晶體三極管放大器所放大的信號(hào)不同，可分直流放大器和交流放大器兩類。如 圖４－６０ 所示。是單電源三極管共發(fā)射極交流放大電路，圖中各元器件的作用如下：ＶＴ是三極管，擔(dān)任電流放大作用。上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回４ .２　電氣元件161。 Ｒ ｗ 、Ｒ ｂ１ 、Ｒ ｂ２ 為基極偏置電阻，電阻值一般為幾十到幾百千歐，它的作用是使基極電流為某一適當(dāng)值，以保證三極管有比較合適的工作狀態(tài)，從而使信號(hào)波形不失真。Ｅ ｃ 除為放大器提供合適的工作狀態(tài)外，還是放大器的能源，放大器可將直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能輸出。一般Ｅｃ 的數(shù)值為幾伏到幾十伏。Ｒ ｏ 是集電極電阻，電阻值一般為幾千歐到幾十千歐，它可以將三極管的電流放大作用轉(zhuǎn)換成電壓放大作用。Ｃ １ 和Ｃ ２ 分別叫耦合電容，其數(shù)值約為幾微法到幾十微法，它們起著傳輸信號(hào)，隔斷直流電源與信號(hào)源之間、直流電源與負(fù)載之間的直流通路的作用。Ｒ ３ 用來(lái)穩(wěn)定三極管的工作點(diǎn)，Ｃ ３ 用來(lái)減少Ｒ ３ 對(duì)交流信號(hào)消耗。上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回４ .２　電氣元件161。 放大器靜態(tài)（即無(wú)交流信號(hào)輸入） 時(shí)，三極管各電極都有一定的直流電壓和電流值，通常把這些數(shù)值稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。最常用的靜態(tài)工作點(diǎn)參數(shù)是Ｉ ｂ 、Ｉ ｃ 和Ｕ ｃｅ 。有時(shí)為引起注意特加腳注 “Ｑ ” 來(lái)表示靜態(tài)工作點(diǎn)，常寫(xiě)作為Ｉ ｂＱ 、Ｉ ｃＱ 、Ｉ ｃｅＱ 。設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的目的是在三極管的發(fā)射結(jié)上預(yù)先加上一適當(dāng)?shù)恼螂妷海搭A(yù)先給基極提供一定的偏流，以保證在輸入信號(hào)的整個(gè)周期中，輸入電流只隨輸入電壓變化而不會(huì)產(chǎn)生波形飽和失真或截止失真。用低頻信號(hào)發(fā)生器作信號(hào)源，加在放大器輸入端，適當(dāng)調(diào)節(jié)低頻信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓幅度，可使放大器輸出的波形不失真而又最大。上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回４ .２　電氣元件161。 靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器輸出波形的影響很大：當(dāng)輸入電流一定、靜態(tài)工作點(diǎn)太高時(shí)，就會(huì)使三極管進(jìn)入飽和區(qū)工作而引起Ｉ ｃ 的正半周及Ｕ ｃｅ 的負(fù)半周失真；當(dāng)靜態(tài)工作點(diǎn)太低（增大Ｒｗ值）時(shí)，又會(huì)使三極管進(jìn)入截至去工作而引起Ｉ ｃ 的負(fù)半周及Ｕ ｃｅ 的正半周失真。為使放大器輸出的波形不失真，通常都是調(diào)節(jié)Ｒ ｗ ，使靜態(tài)工作點(diǎn)選在各參數(shù)可能實(shí)現(xiàn)的中等數(shù)值，當(dāng)工作點(diǎn)偏高時(shí)就增大Ｒ ｗ 的數(shù)值，當(dāng)工作點(diǎn)偏低時(shí)就減少Ｒ ｗ 的數(shù)值。上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回４ .２　電氣元件161。 兩級(jí)或兩級(jí)以上單管放大器所組成的放大器，稱多級(jí)放大器。采用多級(jí)放大器的目的主要為了增大對(duì)微弱信號(hào)的放大能力。當(dāng)放大器末級(jí)需帶一定負(fù)載時(shí)，就要確保一定功率輸出。當(dāng)輸出功率要求較大時(shí)，通常采用兩只三極管組成復(fù)合三極管，俗稱 “達(dá)林頓 ”， 如 圖４－６１ 所示。復(fù)合三極管是選用各種極性的三極管按照一定的方式連接而組成的，是一個(gè)高 β的三極管。復(fù)合三極管的最大特點(diǎn)是電流放大倍數(shù)很高，多用于較大功率輸出的電路中。復(fù)合三極管的極性取決于第一只三極管。復(fù)合三極管將兩只以上三極管的集電極連在一起，而把第一只三極管的發(fā)射極直接接到第二只三極管的基極，即組合復(fù)合三極管時(shí)，第一只管子的發(fā)射極電流方向必須與第二只管子的基極電流方向相同，并以此類推，最后引出ｅ、ｂ、ｃ三個(gè)電極。上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回４ .２　電氣元件161。 七、晶體三極管開(kāi)關(guān)電路161。 晶體三極管截止時(shí)三極管ｃ、ｅ極之間相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)狀態(tài)，三極管飽和時(shí)三極管ｃ、ｅ極之間相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的閉合狀態(tài)，三極管的這種特性叫開(kāi)關(guān)特性。三極管開(kāi)關(guān)電路如圖４－６２所示。三極管由截止轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡突蛴娠柡娃D(zhuǎn)變?yōu)榻刂沟倪^(guò)程叫做 “翻轉(zhuǎn) ”，這個(gè)過(guò)程極快結(jié)束，直至ＶＴ １ 飽和，ＶＴ ２ 截止為止。只要適當(dāng)選?。郑?１ 的集電極電阻和基極電阻，使其滿足Ｒ ｂ１ ≤β１ Ｒ ｃ１ ，ＶＴ １ 就能工作在飽和狀態(tài)，此時(shí)電源經(jīng)Ｒ ｃ２ → Ｃ ２ → ＶＴ １ 的發(fā)射結(jié)，接地路徑對(duì)Ｃ ２ 充電到電源電壓，如 圖４－６２（ａ） 中實(shí)線所示，充電常數(shù)Ｔ 充 ≈Ｒ ｃ２ Ｃ ２０ 。ＶＴ ２ 的截止則是由于電容Ｃ １ 兩端的電壓通過(guò)飽和管ＶＴ １ 加到ＶＴ ２ 的發(fā)射結(jié)，使之處于反偏而達(dá)到的。上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回４ .２　電氣元件161。 ＶＴ １ 飽和，ＶＴ ２ 截止，這就是此時(shí)電路的一個(gè)工作狀態(tài)，這個(gè)狀態(tài)是暫穩(wěn)態(tài)。若是穩(wěn)態(tài)的話，就要求ＶＴ １ 一直飽和，ＶＴ ２ 一直截止。但是由于ＶＴ ２ 的截止是靠電容Ｃ １ 兩端的電壓來(lái)維持的，此時(shí)Ｃ １ 一方面通過(guò)飽和管ＶＴ １ 把負(fù)電壓加到ＶＴ ２ 的發(fā)射極使其截止，一方面又要通過(guò)ＶＴ １ 放電。Ｃ １ 放電回路如圖４－６２（ｂ）所示虛線所示。放電常數(shù)Ｔ放 ≈Ｒ ｂ２ Ｃ １ 。隨著電容Ｃ １ 的放電，加在ＶＴ ２ 發(fā)射結(jié)的反偏越來(lái)越小，當(dāng)Ｃ １ 上的電荷放完后，電源將通過(guò)Ｒ ｂ２ 時(shí)，ＶＴ ２ 便開(kāi)始導(dǎo)通，而一旦ＶＴ ２ 導(dǎo)通，開(kāi)始產(chǎn)生集電極電流，就會(huì)在電路中引起新的正饋連鎖反應(yīng)。上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回４ .２　電氣元件161。 由于Ｃ １ 放電 → Ｕ ｂ２ ↑→ Ｉ ｃ２ ↓→ Ｕ ｃ２ ↓→ Ｕ ｂ１ ↓→ Ｉ ｃ１ ↑→ Ｕ ｃ１ ↑這個(gè)過(guò)程進(jìn)行也很快。電路翻轉(zhuǎn)為ＶＴ １ 截止，ＶＴ ２ 飽和的一個(gè)新工作狀態(tài)。同樣，只要滿足Ｒ ｂ２ ≤β１ Ｒ ｃ２ ，ＶＴ ２ 就能工作在飽和狀態(tài)。和前一個(gè)工作狀態(tài)一樣，這個(gè)新的工作狀態(tài)也是一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，不能長(zhǎng)期維持下去，因?yàn)榇藭r(shí)Ｃ １ 要再次被充電。而Ｃ ２ 又要通過(guò)飽和管ＶＴ ２ 放電，引起電路的再次翻轉(zhuǎn)，由于三極管ＶＴ ２ 輸出波形近似于矩形脈沖（若電路對(duì)稱的話），所以多諧振蕩器常稱方波發(fā)光器。一些汽車(chē)的轉(zhuǎn)向燈閃光器、倒車(chē)電喇叭等就由方波發(fā)生器構(gòu)成。上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回４ .２　電氣元件161。 八、晶體三極管分類及簡(jiǎn)介161。 １ .三極管分類161。 （１）按材料分類：分為硅三極管和鍺三極管。161。 （２）按結(jié)構(gòu)分類：分為ＮＰＮ型和ＰＮＰ型三極管。161。 （３）按電容分類：分為小功率三極管、中功率三極管和高功率三極管。161。 （４）按工作頻率分類：分為低頻三極管、高頻三極管和超高頻三極管。161。 （５）按封裝結(jié)構(gòu)分類：前面已介紹過(guò)，這里不再?gòu)?fù)述。161。 （６）按功能和用途分類：分為放大三極管、開(kāi)關(guān)三極管、高反壓三極管、帶阻三極管、帶阻尼三極管、微波三極管、光敏三極管和磁敏三極管等多種類型。上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回４ .２　電氣元件161。 ２ .三極管簡(jiǎn)介161。 （１）低頻小功率三極管：指特征頻率在３ＭＨｚ以下，功率小于１Ｗ 的三極管一般作為小信號(hào)放大用。161。 （２）低頻大功率三極管：指特征頻率小于３ＭＨｚ，功率大于１Ｗ 的三極管。低頻大功率三極管品種比較多，主要應(yīng)用于電子音響的低頻大功率放大電路中，用于各種大電流輸出穩(wěn)壓電源中作為調(diào)整管。161。 （３）高頻小功率三極管：指特征頻率大于３ＭＨｚ，功率小于１Ｗ 的三極管，主要用于高頻振蕩的放大電路中。161。 （４）高頻大功率三極管：指特征頻率大于３ＭＨｚ，功率大于１Ｗ 的三極管，主要用于通信等設(shè)備中作為功力驅(qū)動(dòng)及放大。161。 （５）復(fù)合三極管：前面已介紹過(guò)，這里不再?gòu)?fù)述。上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回４ .２　電氣元件161。 （６）光敏三極管：光敏三極管也是光電裝換器件，最常用的材料是硅，是由一個(gè)光敏二極管和一個(gè)三極管結(jié)合而成的，具有放大作用。一般情況下，只引出集電板和發(fā)射極，其外形與光二極管相同，使用時(shí)嚴(yán)加劃分。電阻Ｒ，與光敏三極管ＶＴ １ 組成ＶＴ ２ 管的偏量電路，繼電器Ｋ為開(kāi)關(guān)電路負(fù)載，在 圖４－６３（ａ ）中，當(dāng)一定波長(zhǎng)的光照射到ＶＴ１ 的基極時(shí)，便產(chǎn)生光電流使ＶＴ ２ 管基極處于低電位而截止，ＶＴ ２ 管集電極處于高電位，ＶＴ ２ 管導(dǎo)通。繼電器Ｋ有電動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了光電開(kāi)關(guān)的亮控制，在圖４－６３（ｂ） 中，無(wú)光照時(shí)，由于光敏三極管ＶＴ１ 的暗電阻很大，ＶＴ ２ 管基極處于高電位導(dǎo)電，繼電器Ｋ有電動(dòng)作，這樣就實(shí)現(xiàn)了光電開(kāi)關(guān)的暗控制，依上述工作原理，可開(kāi)發(fā)出許多實(shí)用性的光電開(kāi)關(guān)電路。上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回４ .２　電氣元件161。 ４ .２ .８ .１２　晶體管放大器161。 晶體管能用在放大電壓的放大電路中，構(gòu)成放大器電路，故稱晶體管放大器。此放大器對(duì)于正在使用一個(gè)非常低的電壓來(lái)傳輸計(jì)算機(jī)信號(hào)，但需要升壓增強(qiáng)以驅(qū)動(dòng)附件是非常有用的，如 圖４－６４ 所示。161。 輸入到晶體管基極的小信號(hào)電壓波形可以看成是如圖４－６５（ａ） 所示的波形圖，而從集電極輸出的電壓波形相對(duì)于 圖４－６５（ａ） 波形反轉(zhuǎn)了１８０ 176。，在這放大電路中發(fā)生了三件事：161。 （１）輸入電壓被放大，即輸入基極的電壓被放大，到達(dá)集電極后，集電極的電壓大于基極電壓；161。 （２）輸入電流增大；上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回４ .２　電氣元件161。 （３）輸入波形反轉(zhuǎn)了１８０ 176。（相對(duì)于輸入波形）。有些放大器使用復(fù)合晶體管對(duì)，即達(dá)林頓對(duì)，它是連接在一起的兩只晶體管，如 圖４－６６ 所示。晶體管ＶＴ １ 用作前置放大器，它產(chǎn)生推動(dòng)晶體管ＶＴ ２ 的電流，ＶＴ ２ 管是末級(jí)放大器，與控制電路是隔離的，它將電流增強(qiáng)到能驅(qū)動(dòng)負(fù)載部件所需的電流量。復(fù)合晶體管對(duì)（達(dá)林頓對(duì)） 廣泛用于電子點(diǎn)火系統(tǒng)的控制模塊。上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回４ .２　電氣元件161。 ４ .２ .８ .１３　晶閘管（可控硅）161。 在電氣電路中，為了使整流器輸出的直流電壓能夠根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，就要采用可控整流電路，晶閘管就是可以實(shí)現(xiàn)這一要求的可控整流元件。晶閘管全稱是晶體閘流管，又稱可控硅，簡(jiǎn)稱ＳＣＲ，是一種 “以小控制大（電流） ” 的功率型器件，也是電力電子最基礎(chǔ)的器件，具有耐壓高、容量大、效率高、控制靈敏、體積小、重量輕、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，主要用于可控電流、逆變、調(diào)壓無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、交直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速、隨動(dòng)系統(tǒng)或變頻電源等電子電路。其不足之處是過(guò)載能力和抗干擾能力較差，控制電路比較復(fù)雜等。上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回４ .２　電氣元件161。 一、晶閘管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)161。 常用晶閘管外形有塑封式、螺旋式和平板式如 圖４－６７ 所示。晶閘管種類很多，主要有普通型、單向、雙向型、可關(guān)斷型和快速型及光控晶閘管等。161。 晶閘管的結(jié)構(gòu)由四層半導(dǎo)體材料組成，即Ｐ型半導(dǎo)體和Ｎ型半導(dǎo)體交替結(jié)構(gòu)，分成為Ｐ １ 、Ｎ １ 、Ｐ ２ 和Ｎ ２ ，如 圖４－６８ 所示。它們的接觸面形成三個(gè)ＰＮ結(jié)，分別為Ｊ １ 、Ｊ ２ 和Ｊ ３ ，引出的三個(gè)電極分別為陽(yáng)極Ａ、陰極Ｋ和門(mén)極（控制極）Ｇ。上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回４ .２　電氣元件161。 為了說(shuō)明晶閘管的工作原理，可將其看成是ＰＮＰ和ＮＰＮ兩個(gè)三極管相連，如圖４－６８（ａ）所示；等效晶體管為兩個(gè)三極管相連，如圖４－６８（ｂ） 所示；晶閘管的符號(hào)如圖４－６８（ｃ）所示。161。 二、晶閘管的工作原理161。 晶閘管在工作過(guò)程中，陽(yáng)極Ａ和陰極Ｋ與電源、負(fù)載連接，組成晶閘管的主電路；晶閘管的門(mén)極Ｇ和陰極Ｋ與控制晶閘管的裝置連接，組成晶閘管的控制電路。也可以把晶閘管看成是由ＰＮＰ型和ＮＰＮ型兩個(gè)晶體管連接而成，每一個(gè)晶體管的基極與另一個(gè)晶體管的某電極相連如 圖４－６９ 所示。上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回４ .２　電氣元件161。 陽(yáng)極Ａ相當(dāng)于ＰＮＰ型管ＶＴ １ 的發(fā)射極，陰極Ｋ相當(dāng)于ＮＰＮ型管ＶＴ ２ 的發(fā)射極。如 圖４－７０ 所示。161。 當(dāng)晶閘管加上正向電壓而且控制極也加上正向電壓時(shí)，兩個(gè)等效晶體管的各個(gè)ＰＮ結(jié)的偏置符合放大條件。在控制極正向電壓作用下，產(chǎn)生控制極電流ＩＧ，就是ＶＴ２ 的基極電流ＩＢ ２ ，ＶＴ ２ 的某電極電流ＩＣ ２ ＝ β２ Ｉ ＧＴ ，又是ＶＴ １ 管的基極電流，ＶＴ １ 管的某電極電流ＩＣ １＝ β１ ＩＣ ２ ＝ β１ β２ Ｉ Ｇ （ β１ β２ 分別是ＶＴ １ 、ＶＴ ２ 的電流放大系數(shù)）。從等效電路可知，ＩＣ １ 又流入ＶＴ ２ 的基極再一上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回４ .２　電氣元件161。 次放大，從而形成強(qiáng)烈的正反饋，使兩個(gè)晶體管很快達(dá)到飽和導(dǎo)通，因此晶閘管也就進(jìn)入完全導(dǎo)通狀態(tài)。晶閘管一旦導(dǎo)通后，其狀態(tài)完全依靠管子本身的正反饋?zhàn)饔脕?lái)維持，即使控制極電流消失，晶閘管仍處于導(dǎo)通狀態(tài)。所以控制極的作用僅僅是觸發(fā)晶閘管使其導(dǎo)通，導(dǎo)通后控制極就失去控制作用，要想關(guān)斷晶閘管，須將陽(yáng)極電流減小到使之不能維持正反饋過(guò)程。當(dāng)然，將陽(yáng)極電壓降低到０或?qū)㈥?yáng)極電流斷開(kāi)或在陽(yáng)極與陰極間加一反向電壓，晶閘管即自行關(guān)斷而呈關(guān)斷狀態(tài)。根據(jù)以上所述總結(jié)如下：ＳＣＲ的三個(gè)接線腳叫陽(yáng)極（或Ｐ端子）、陰極（Ｎ端子）和門(mén)極（中心區(qū)之一