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大功率直流电源系统三极管原理全解析(上)

大功率直流电源系统三极管原理全解析

1、大功率直流电源系统三极管的正偏与反偏:给PN结加的电压和PN结的允许电流方向共同的叫正偏,否则就是反偏。即当P区(阳极)电位高于N区电位时就是正偏,反之就是反偏。例如NPN型大功率直流电源系统三极管,坐落扩大区时,Uc>Ub集电极反偏,Ub>Ue发射极正偏。总归,当p型半导体一边接正极、n型半导体一边接负极时,则为正偏,反之为反偏。

大功率直流电源系统三极管原理全解析

NPN和PNP主要是电流方向和电压正负不同。

NPN是用B—E的电流(IB)操控C—E的电流(IC),E极电位最低,且正常扩大时一般C极电位最高,即VC>VB>VE。

PNP是用E—B的电流(IB)操控E—C的电流(IC),E极电位最高,且正常扩大时一般C极电位最低,即VC 2、大功率直流电源系统三极管的三种作业状况:扩大、饱满、截止

(1)扩大区:发射结正偏,集电结反偏。关于NPN管来说,发射极正偏即基极电压Ub>发射极电压Ue,集电结反偏就是集电极电压Uc>基极电压Ub。扩大条件:NPN管:Uc>Ub>Ue;PNP管:Ue>Ub>Uc。

(2)饱满区:发射结正偏、集电结正偏--BE、CE两PN结均正偏。即饱满导通条件:NPN管:Ub>Ue,Ub>Uc,PNP型管:Ue>Ub,Uc>Ub。饱合状况的特征是:大功率直流电源系统三极管的电流Ib、Ic 都很大,但管压降Uce 却很小,Uce≈0。这时大功率直流电源系统三极管的c、e 极相当于短路,可看成是一个开关的闭合。饱满压降,一般在预算小功率管时,对硅管可取0.3V,对锗管取0.1V。此刻的,iC简直仅决定于Ib,而与Uce无关,表现出Ib对Ic的操控效果。

(3)截止区:发射结反偏,集电结反偏。因为两个PN 结都反偏,使大功率直流电源系统三极管的电流很小,Ib≈0,Ic≈0,而管压降Uce 却很大。这时的大功率直流电源系统三极管c、e 极相当于开路。能够看成是一个开关的断开。

3、大功率直流电源系统三极管三种作业区的电压丈量

怎么判别电路中的一个NPN硅晶体管处于饱满,扩大,截止状况?用电压表测基极与射极间的电压Ube。

饱满状况 eb有正偏压约0.65V左右,ce电压挨近0V.

扩大状况 eb有正偏压约0.6V,ce电压大于0.6V小于电源电压.

截止状况 eb电压低于0.6V,ce电压等于或挨近电源.

在实践作业中,可用丈量BJT各极间电压来判别它的作业状况。NPN型硅管的典型数据是:饱满状况Ube=0.7V,Uce=0.3V;扩大区Ube=0.7V;截止区Ube=0V。这是对可靠截止而言,实践受骗Ube<0.5V时,即已进入截止状况。关于PNP管,其电压符号应当相反。

截止区:就是大功率直流电源系统三极管在作业时,集电极电流一直为0。此刻,集电极与发射极间电压挨近电源电压。关于NPN型硅大功率直流电源系统三极管来说,当Ube在0~0.5V 之间时,Ib很小,不管Ib怎样改变,Ic都为0。此刻,大功率直流电源系统三极管的内阻(Rce)很大,大功率直流电源系统三极管截止。当在修理过程中,测得Ube低于0.5V或Uce挨近电源电压时,就可知道大功率直流电源系统三极管处在截止状况。

扩大区:当Ube在0.5~0.7V 之间时,Ube的细小改变就能引起Ib的较大改变,Ib随Ube基本呈线性改变,然后引起Ic的较大改变(Ic=βIb)。这时大功率直流电源系统三极管处于扩大状况,集电极与发射极间电阻(Rce)随Ube可变。当在修理过程中,测得Ube在0.5~0.7V之间时,就可知道大功率直流电源系统三极管处在扩大状况。

饱满区:当大功率直流电源系统三极管的基极电流(Ib)到达某一值后,大功率直流电源系统三极管的基极电流不管怎样改变,集电极电流都不再增大,一直处于最大值,这时大功率直流电源系统三极管就处于饱满状况。大功率直流电源系统三极管的饱满状况是以大功率直流电源系统三极管集电极电流来表明的,但丈量大功率直流电源系统三极管的电流很不便利,能够经过丈量大功率直流电源系统三极管的电压Ube及Uce来判别大功率直流电源系统三极管是否进入饱满状况。当Ube略大于0.7V后,不管Ube怎样改变,大功率直流电源系统三极管的Ic将不能再增大。此刻大功率直流电源系统三极管内阻(Rce)很小,Uce低于0.1V,这种状况称为饱满。大功率直流电源系统三极管在饱满时的Uce 称为饱满压降。当在修理过程中丈量到Ube在0.7V 左右、而Uce低于0.1V 时,就可知道大功率直流电源系统三极管处在饱满状况。

截止区:Ub<=Uce且Uce>Ube

扩大区:Ube>Uon且UCE>=Ube,即Uc>Ub>Ue。

饱满区:Ube>Uon且Uce NPN型大功率直流电源系统三极管导通时(饱满状况)ce间电压约为0.3V,PNP型大功率直流电源系统三极管饱满导通条件Ve>Vb,Vc>Vb,ec间电压也约等于0.3V。NPN型大功率直流电源系统三极管截止时只需发射极反偏即可,PNP型大功率直流电源系统三极管与NPN型大功率直流电源系统三极管截止条件相同。

4、大功率直流电源系统三极管用于开关电路的原理

两个PN结都导通,大功率直流电源系统三极管导通,这时大功率直流电源系统三极管处于饱满状况,即开关电路的“开”状况,这时CE极间电压小于BE极间电压。两个PN结均反偏,即为开关电路的“关”状况,大功率直流电源系统三极管截止。

5.大功率直流电源系统三极管构成扩大器有三种电路衔接方法

共射极扩大器,发射极为公共端,基极为输入端,集电极为输出端。

共集极扩大器,集电极为公共端,基极为输入端,发射极为输出端。

共基极扩大器,基极为公共端,发射极为输入端,集电极为输出端。

6、PNP管和NPN管的用法

a.如果输入一个高电平,而输出需求一个低电平时,首挑选NPN。

b.如果输入一个低电平,而输出需求一个低电平时,首挑选PNP。

c.如果输入一个低电平,而输出需求一个高电平时,首挑选NPN。

d.如果输入一个高电平,而输出需求一个高电平时,首挑选PNP。

NPN基极高电压,极电极与发射极短路(导通).低电压,极电极与发射极开路.也就是不作业。

PNP基极高电压,极电极与发射极开路,也就是不作业。如果基极加低电位,集电极与发射极短路(导通)。

7、晶体大功率直流电源系统三极管是一种电流操控元件。在实践使用中常常使用大功率直流电源系统三极管的电流扩大效果,经过电阻(在大功率直流电源系统三极管的集电极与电源之直接一个电阻)转变为电压扩大效果。

共射极电路的电流扩大系数为β,共基极电路的电流扩大倍数为α。α的值小于1但挨近于1,而β的值则远大于1(一般在几十到几百的范围内),所以Ic>>Ib。因为这个缘故,共射极电路不但能得到电压扩大,还可得到电流扩大,致使共射极电路是现在使用最广泛的一种组态。

大功率直流电源系统三极管原理全解析

8、大功率直流电源系统三极管在电路的使用

因为单片机的输出电流很小,不能直接驱动LED,需求加装扩流电路,最简略的就是加装一个射极跟从器(共集电极电路)足以驱动LED了。射极跟从器的发射极接负载,集电极接地,基极接单片机IO口。

共射极接法和共集电极接法的差异

共集、共基、共射指的是电路,是大功率直流电源系统三极管电路的衔接状况而不是大功率直流电源系统三极管。所谓“共”,就是输入、输出回路共有的部分。其判别是在沟通等效电路下进行的。在沟通通路下,电源正极相当于接地。哪一个极接地,就是共哪个极电路。

 共集电极电路----大功率直流电源系统三极管的集电极接地,集电极是输入与输出的公共极;

共基极电路----大功率直流电源系统三极管的基极接地,基极是输入与输出的公共极;

共发射极电路----大功率直流电源系统三极管的发射极接地,发射极是输入与输出的公共极。

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