项目名称

三极管

任务名称

晶体三极管的伏安特性

课    型

新授

课   时

2

教

学

目

标

知识与能力目标

1、理解三极管的输入特性曲线

2、理解三极管的输出特性曲线

3、能判断三极管的工作状态

过程与方法目标

培养学生实践操作能力和逻辑分析能力

情感态度价值观

目标

培养学生参与、合作意识，激发学生兴趣肯探究精神。

教学重点

三极管的伏安特性

教学难点

输入特性曲线、输出特性曲线的理解

教学后记

教学设计创新：

课堂总结：

任务导入

共射极放大电路中三极管的伏安特性曲线怎样？

引入课堂的主题

任务分析

1、伏安特性曲线比较抽象，学生很难理解，借助多媒体，可以帮助学生建立曲线的概念。

任务实施（详细具体）

一、复习：

   1、共射极连接方式

   2、PN结的单向导电性

二、新授：

三极管外部各极电压和电流的关系曲线，称为三极管的特性曲线，又称伏安特性曲线。它不仅能反映三极管的质量与特性，还能用来定量地估算出三极管的某些参数，是分析和设计三极管电路的重要依据。

可以用实验描点法绘出，也可以由晶体管特性图示仪直接显示出来。

实验：（由教师课堂实验演示）

电路图：

1、输入特性曲线：u_CE一定时，u_BE和i_B之间的关系。

与二极管特性相似

导通电压 UBE(on)：硅管： (0.6 ~ 0.8) V，取 0.7 V；

锗管： (0.2 ~ 0.3) V，取 0.3 V.

结论：（1）UBE = 0的一条曲线与二极管的正向特性相似。这是因为UCE = 0时，集电极与发射极短路，相当于两个二极管并联，这样IB与UCE 的关系就成了两个并联二极管的伏安特性。

     （2）UCE由零开始逐渐增大时输入特性曲线右移，而且当UCE的数值增至较大时（如UCE＞1V），各曲线几乎重合。

2、输出特性曲线：u_BE一定时，u_CE和i_C之间的关系。

１）截止区：  c、e开路

IB < 0, IC = 0

两个结反偏（U_B≤U_E）

2）放大区：c、e间电阻线性可变

发射结正偏,集电结反偏(U_C>U_B>U_E)

3)饱和区：c、e短路

IC ¹ b IB

两个结正偏（U_C≤U_B）

（1）截止区：指IB=0的那条特性曲线以下的区域。在此区域里，三极管的发射结和集电结都处于反向偏置状态，三极管失去了放大作用，集电极只有微小的穿透电流IcEO。

（2）饱和区：在此区域内，对应不同IB值的输出特性曲线簇几乎重合在一起。也就是说，UCE较小时，Ic虽然增加，但Ic增加不大，即IB失去了对Ic的控制能力。这种情况，称为三极管的饱和。饱和时，三极管的发射给和集电结都处于正向偏置状态。三极管集电极与发射极间的电压称为集一射饱和压降，用UCES表示。UCES很小，通常中小功率硅管UCES＜0.5V；三极管基极与发射极之间的电压称为基一射饱和压降，以UCES表示，硅管的UCES在0．8V左右。

     在临界饱和状态下的三极管，其集电极电流称为临界集电极电流，以Ics表示；其基极电流称为临界基极电流，以IBS表示。这时Ics与IBS 的关系仍然成立。

（3）放大区：在截止区以上，介于饱和区与击穿区之间的区域为放大区。在此区域内，特性曲线近似于一簇平行等距的水平线，Ic的变化量与IB的变量基本保持线性关系，即ΔIc=βΔIB，且ΔIc >>ΔIB ，就是说在此区域内，三极管具有电流放大作用。此外集电极电压对集电极电流的控制作用也很弱，当UCE＞1 V后，即使再增加UCE，Ic 几乎不再增加，此时，若IB 不变，则三极管可以看成是一个恒流源。

例：用直流电压表测得放大电路中晶体管T₁各电极的对地电位分别为V_x = +10V，V_y = 0V，V_z = +0.7V，如图（a）所示, T₂管各电极电位V_x = +0V，V_y = -0.3V，V_z = -5V，如图（b）所示，试判断T₁和T₂各是何类型、何材料的管子，x、y、z各是何电极？

 (a)                                    (b)

解： 工作在放大区的NPN型晶体管应满足V_C>V_B> V_E ，PNP型晶体管应满足V_C<V_B< V_E，因此分析时,先找出三电极的最高或最低电位，确定为集电极,而电位差为导通电压的就是发射极和基极。根据发射极和基极的电位差值判断管子的材质。

（1） 在图（a）中，z与y的电压为0.7V，可确定为硅管，因为V_x>V_z> V_y,，所以x为集电极，y为发射极，z为基极，满足V_C>V_B> V_E,的关系，管子为NPN型。

（2）在图（b）中，x与y的电压为0.3V，可确定为锗管，又因V_z<V_y< V_x,，所以z为集电极，x为发射极，y为基极，满足V_C<V_B< V_E的关系，管子为PNP型。

任务总结

三极管的伏安特性曲线

三极管的输入特性曲线

三极管的输出特性曲线

任务拓展

(a)                     (b)                      (c)

                                   图5-6

解:  （1）因为基极偏置电源+6V大于管子的导通电压，故管子的发射结正偏，管子导通,基极电流：

因为 I_C>I_CS，所以管子工作在饱和区。

（2）因为基极偏置电源-2V小于管子的导通电压，管子的发射结反偏，管子截止，所以管子工作在截止区。

（3）因为基极偏置电源+2V大于管子的导通电压，故管子的发射结正偏,管子导通基极电流:：

因为I_C<I_CS，所以管子工作在放大区。

课外任务

补充习题