【正文】 當然，將陽極電壓降低到０或將陽極電流斷開或在陽極與陰極間加一反向電壓，晶閘管即自行關斷而呈關斷狀態(tài)。晶閘管一旦導通后，其狀態(tài)完全依靠管子本身的正反饋作用來維持，即使控制極電流消失，晶閘管仍處于導通狀態(tài)。從等效電路可知，ＩＣ １ 又流入ＶＴ ２ 的基極再一上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。 當晶閘管加上正向電壓而且控制極也加上正向電壓時，兩個等效晶體管的各個ＰＮ結的偏置符合放大條件。如 圖４－７０ 所示。上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。 晶閘管在工作過程中，陽極Ａ和陰極Ｋ與電源、負載連接，組成晶閘管的主電路；晶閘管的門極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。161。上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。 晶閘管的結構由四層半導體材料組成，即Ｐ型半導體和Ｎ型半導體交替結構，分成為Ｐ １ 、Ｎ １ 、Ｐ ２ 和Ｎ ２ ，如 圖４－６８ 所示。晶閘管種類很多，主要有普通型、單向、雙向型、可關斷型和快速型及光控晶閘管等。 一、晶閘管的結構和符號161。其不足之處是過載能力和抗干擾能力較差，控制電路比較復雜等。 在電氣電路中，為了使整流器輸出的直流電壓能夠根據(jù)需要進行調節(jié)，就要采用可控整流電路，晶閘管就是可以實現(xiàn)這一要求的可控整流元件。上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。晶體管ＶＴ １ 用作前置放大器，它產生推動晶體管ＶＴ ２ 的電流，ＶＴ ２ 管是末級放大器，與控制電路是隔離的，它將電流增強到能驅動負載部件所需的電流量。（相對于輸入波形）。 （２）輸入電流增大；上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。在這放大電路中發(fā)生了三件事：161。161。 晶體管能用在放大電壓的放大電路中，構成放大器電路，故稱晶體管放大器。上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。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為開關電路負載，在 圖４－６３（ａ ）中，當一定波長的光照射到ＶＴ１ 的基極時，便產生光電流使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 管導通。 （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，是由一個光敏二極管和一個三極管結合而成的，具有放大作用。 （５）復合三極管：前面已介紹過，這里不再復述。 （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，主要用于通信等設備中作為功力驅動及放大。 （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。低頻大功率三極管品種比較多，主要應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)壓電源中作為調整管。161。 ２ .三極管簡介161。 （６）按功能和用途分類：分為放大三極管、開關三極管、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。 （５）按封裝結構分類：前面已介紹過，這里不再復述。 （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。 （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。 （２）按結構分類：分為ＮＰＮ型和ＰＮＰ型三極管。 （１）按材料分類：分為硅三極管和鍺三極管。 八、晶體三極管分類及簡介161。一些汽車的轉向燈閃光器、倒車電喇叭等就由方波發(fā)生器構成。和前一個工作狀態(tài)一樣，這個新的工作狀態(tài)也是一個暫穩(wěn)態(tài)，不能長期維持下去，因為此時Ｃ １ 要再次被充電。電路翻轉為ＶＴ １ 截止，ＶＴ ２ 飽和的一個新工作狀態(tài)。上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。放電常數(shù)Ｔ放 ≈Ｒ ｂ２ Ｃ １ 。但是由于ＶＴ ２ 的截止是靠電容Ｃ １ 兩端的電壓來維持的，此時Ｃ １ 一方面通過飽和管ＶＴ １ 把負電壓加到ＶＴ ２ 的發(fā)射極使其截止，一方面又要通過ＶＴ １ 放電。 ＶＴ １ 飽和，ＶＴ ２ 截止，這就是此時電路的一個工作狀態(tài)，這個狀態(tài)是暫穩(wěn)態(tài)。ＶＴ ２ 的截止則是由于電容Ｃ １ 兩端的電壓通過飽和管ＶＴ １ 加到ＶＴ ２ 的發(fā)射結，使之處于反偏而達到的。三極管由截止轉變?yōu)轱柡突蛴娠柡娃D變?yōu)榻刂沟倪^程叫做 “翻轉 ”，這個過程極快結束，直至ＶＴ １ 飽和，ＶＴ ２ 截止為止。 晶體三極管截止時三極管ｃ、ｅ極之間相當于開關的斷開狀態(tài)，三極管飽和時三極管ｃ、ｅ極之間相當于開關的閉合狀態(tài)，三極管的這種特性叫開關特性。上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。復合三極管的極性取決于第一只三極管。復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，是一個高 β的三極管。當放大器末級需帶一定負載時，就要確保一定功率輸出。 兩級或兩級以上單管放大器所組成的放大器，稱多級放大器。為使放大器輸出的波形不失真，通常都是調節(jié)Ｒ ｗ ，使靜態(tài)工作點選在各參數(shù)可能實現(xiàn)的中等數(shù)值，當工作點偏高時就增大Ｒ ｗ 的數(shù)值，當工作點偏低時就減少Ｒ ｗ 的數(shù)值。上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。設置靜態(tài)工作點的目的是在三極管的發(fā)射結上預先加上一適當?shù)恼螂妷?，即預先給基極提供一定的偏流，以保證在輸入信號的整個周期中，輸入電流只隨輸入電壓變化而不會產生波形飽和失真或截止失真。最常用的靜態(tài)工作點參數(shù)是Ｉ ｂ 、Ｉ ｃ 和Ｕ ｃｅ 。上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。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，隔斷直流電源與信號源之間、直流電源與負載之間的直流通路的作用。一般Ｅｃ 的數(shù)值為幾伏到幾十伏。 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值，以保證三極管有比較合適的工作狀態(tài)，從而使信號波形不失真。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，擔任電流放大作用。按晶體三極管放大器所放大的信號不同，可分直流放大器和交流放大器兩類。 六、晶體三極管低頻電壓放大電路161。復合管通常是用兩只三極管復合而成，可完成單管所實現(xiàn)的功能，但采用復合管代替單管時，一般都要重新調整直流偏置，選擇合適的靜態(tài)工作點。上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。161。161。 如找不到相同型號、規(guī)格的三極管進行更換時，可用性能相近的三極管代替，但必須遵守如下原則：161。上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。161。161。 在使用中，如遇到三極管損壞，要用同樣的規(guī)格、相同型號的三極管進行更換，或采用性能參數(shù)相近的三極管進行代替，在更換或代用晶體管時應注意以下事項。上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。161。161。在使用時，集電極電源電壓應低于這個電壓值，集電極與發(fā)射極之間的實際電壓若超過ＢＵ ｃｅｏ ，管子就會被擊穿而損壞。上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。 （１）集電極電流的最大允許值Ｉ ｃｍａｘ ：集電極電流Ｉ ｃ 超過一定值時，晶體管的 β值要下降，當 β值下降到正常數(shù)值的２／３時的集電極電流，稱為集電極最大允許電流Ｉ ｃｍａｘ 。161。上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。 （２）集電極－發(fā)射極反向截止電流Ｉ ｃｅｏ 是當Ｉ ｂ ＝０（將基極開路）集電極處于反向偏置和發(fā)射結處于正向偏置時的集電極電流。通常在室溫下，小功率硅管的Ｉ ｃ ｂ ｏ小于１ｍＡ，而小功率鍺管約為１０ｍＡ。 ２ .極間反向電流161。 （２）在動態(tài)（有輸入信號）時，集電極的電流變化量 ΔＩｃ與基數(shù)極電流的變化量 ΔＩ ｂ 之比稱為晶體管的動態(tài)電流（交流）放大系數(shù)，記作β，即 β＝ ΔＩ ｃ ／ ΔＩ ｂ 。 １ .電流放大系數(shù)161。三極管的參數(shù)很多，這里只介紹最主要的幾個。 三、主要參數(shù)161。截止區(qū)和飽和區(qū)在電子技術中也有著其他重要作用，如三極管的開關作用就是工作在截止區(qū)和飽和區(qū)。上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。161。Ｉ ｂ ＝０時，Ｉ ｃ ＝Ｉｃｅｏ 對ＮＰＮ型硅管而言，當Ｕ ｂｃ ＜０ .５Ｖ時，即已開截止，但是為了截止可靠，常使Ｕ ｂ ≤０。上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。161。 （４）當Ｉ ｂ 增大時，相應的Ｉ ｃ 也增大，曲線上升，而且Ｉ ｃ 比Ｉ ｂ 增加得多，這就是晶體管的電流放大作用；161。 說明當三極管的基極開路時，集電極和發(fā)射極之間加電壓，在集電極電路中只有一個很小的電流Ｉ ｃｅｏ 通過，此電流稱為穿透電流；上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。 （２）當Ｕ ｃｅ 為基數(shù)值時，若Ｉ ｂ ＝０則Ｉ ｃ ＝Ｉ ｃｅｏ ≈０。 由曲線可見，輸出特性有如下特點：161。 測試時，在不同的Ｉ ｂ 下，可得出不同的曲線如 圖４－５９ 所示。 輸出特性曲線是指當基極電流Ｉ ｂ 為常數(shù)時，輸出回路（即集電極電路） 中集電極電流Ｉ ｃ 和集電極－發(fā)射極電壓Ｕ ｃｅ 之間的關系即Ｉ ｃ ＝ｆ（Ｕ ｃｅ ），Ｉ ｂ ＝常數(shù)。上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。 （２）晶體管輸入特性也有一段門檻電壓區(qū)，只有在發(fā)射結外加電壓Ｕｂｃ大于門檻電壓時，晶體管才會出現(xiàn)Ｉｂ，硅管的門檻電壓約為０ .５Ｖ，鍺管的門檻電壓約為０ .２Ｖ；161。 由圖可見輸入特性有如下幾個特點：161。當Ｕ ｃｅ ≥１Ｖ時，集電極已反向偏置，如果此時再增大Ｕ ｃｅ ，只要Ｕ ｂｅ 保持不變，Ｕ ｃｅ ＞１Ｖ后的輸入特性曲線基本上是重合的，所以通常只畫出Ｕ ｃｅ ≥１Ｖ的一條輸入特性曲線，如 圖４－５８ 所示。 測試輸入特性和輸出特性的實驗電路如 圖４－５７ 所示。 輸入特性曲線是指當集電極－發(fā)射極電壓Ｕ ｃｅ 為常數(shù)時，輸入回路（基極回路） 中基極電流Ｉ ｂ 與基極電壓Ｕ ｂｅ 之間的關系曲線：即Ｉ ｂ ＝ｆ（Ｕ ｂｅ ），Ｕ ｃｅ ＝常數(shù)。上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。 由于Ｉ ｂ 很小，Ｉ ｃ 就非常接近Ｉ ｅ 。三極管各極之間電流關系為：161。 晶體三極管的特性是用特性曲線來表示的。上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。發(fā)射區(qū)和基區(qū)的ＰＮ結稱為發(fā)射結，集電區(qū)和基區(qū)之間的ＰＮ結稱為集電結，ＰＮＰ型三極管的結構如 圖４－５６ 所示。上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。 一、晶體三極管的結構161。 在生產和測量中，電信號放大電路的應用十分廣泛，經(jīng)常需要將微弱的電信號（電壓、電流或電功率） 進行放大，以便有效進行觀察、測量、控制或調節(jié)，例如電視機天線收到的包含聲音和圖像信息的微弱電信號，只有通過電信號放大電路變換來振動揚聲器和顯像管工作，這樣的電路可以用晶體三極管，運算放大器等電子元件實現(xiàn)。 三極管是信號放大和處理的核心器件，廣泛用于電子產品和電路中。 晶體三極管又稱為雙極型三極管（因有兩種截流子同時參與導電而得名），簡稱三極管，常用三極管外形圖如 圖４－５４ 所示。161。 單結晶體管的結構，等效電路及電路符號如 圖４－５３ 所示。 單結晶體管只有一個ＰＮ結和三個電極（一個發(fā)射極和兩個基極，所以又稱為雙基極二極管）。161。161。161。上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。 場效應管的主要技術參數(shù)有：夾斷電壓Ｕｐ （結型）、開啟電壓Ｕｒ （ＭＯＳ管）、飽和漏極電流ＩＤＳＳ、直流輸入電阻、跨導、噪聲系數(shù)和最高工作頻率等。 （ｄ）、Ｐ溝道耗盡型絕緣柵管（ｅ）及Ｎ溝道耗盡型絕緣柵管（ｆ）的電路符號。分別是Ｎ溝道結型場效應管161。而場效應切斷從源極到漏極的電流之情形作比喻，增強型場效應晶體管像常開式開關。因為場效應改善了源極到漏極的電流流動，所以這種場效應晶體管稱為增強型場效應晶體管。上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。絕緣柵型又分為增強型和耗盡型。 場效應晶體管具有輸入抗阻很高、噪音低、動態(tài)范圍大、功耗大、成本低和易于集成等特點，廣泛用于數(shù)字電路，通信設備和儀器、儀表等方面。源極和漏極由同類摻雜材料構成，可以是Ｎ型材料或是Ｐ性材料，如 圖４－５１ 所示。 柵極建立使電子能從源極流到漏極的電容性電場，與基極相似。漏極收集電流，與集電極相似。 場效應晶體管（ＦＥＴ）為單極（只有一種截流子參與導電） 型三極管管腳分別稱為源極、漏極和柵極。161。161。 （３）飽和：基極的正偏電壓達到了某值時，晶體管的輸出電流達到了最大值，再增大正偏電壓，輸出電流仍是那個最大值。 （２）導通：當基極和發(fā)射極之間的偏電壓增大到晶體管從截止變?yōu)閷c時，晶體管導通，且輸出電流與通過基極的電流成正比。 （１）截止：當在晶體管的基極加上反偏電流時，晶體管未導通，沒有電流通過。161。161。上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。如果發(fā)射極－基極加的是正偏電壓，如 圖４－４９ 所示。161?；鶚O與集電極相對于發(fā)射極都必須是正的。當發(fā)射極連接到電路時，發(fā)射極－基極結是正偏，集電極－基極結是反偏的。上一頁 下一頁 返回４ .２　電氣元件161。集電極是反偏的二極管的外層，基極是發(fā)射極和集電極共享的中間層。發(fā)射極是與所應用的電路端相同極性的正偏二極管的外層，基極極性與正偏的二極管在電路中所加的電壓極性相同。161。在電路中晶體管用于控制電路中電流，使預定大小的電流能流動，也能阻止此種流動。 ４ .２ .８ .８　晶體管161。繼電器也可以安裝箱位二極管。 一些空調壓縮機離合器采用了箱位二極管，因為離合器是靠電磁操作，當電磁開關關閉時，斷開離合器線圈，電路便產生電壓尖脈沖，如果該電壓尖脈沖未加抑制，它可能損壞汽車車身計算機。如 圖４－４４ 所示。這種尖脈沖在通過電子系統(tǒng)時會擊穿或損壞電子器件，有些電路安置了箱位二極管吸收尖脈沖避免擊穿電子器件。 ４ .２ .８ .７　箱位