應用領域 | 化工,電子,電氣 | 產地 | 德國 |
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品牌 | 西門子 |
當三極管做開關時,工作在截止、飽和兩個狀態(tài)。
在三極管開關電路中,三極管的集電極和發(fā)射極之間相當于一個開關,當三極管截止時它的集電極和發(fā)射之間的內阻很大,相當于開關的斷開狀態(tài);當三極管飽和時它的集電極和發(fā)射極之間內阻很小,相當于開關的接通狀態(tài)。
導通狀態(tài)的工作條件:UB>UE,且UBE≥0.7V,CE結內阻很小,此時電流可以從集電極經CE結
參考價 | ¥ 666 |
更新時間:2022-12-14 17:29:28瀏覽次數:382
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基爾霍夫電路定律(Kirchhoff Circuit Laws)簡稱為基爾霍夫定律,指的是兩條電路學定律,基爾霍夫電流定律與基爾霍夫電壓定律。它們涉及了電荷的守恒及電勢的保守性。1845年,古斯塔夫·基爾霍夫首先提出基爾霍夫電路定律?,F在,這定律被廣泛地應用于電機工程學。
從麥克斯韋方程組可以推導出基爾霍夫電路定律。但是,基爾霍夫并不是依循這條思路發(fā)展,而是從格奧爾格·歐姆的工作成果加以推廣得之。
所有進入某節(jié)點的電流的總和等于所有離開這節(jié)點的電流的總和。
所有進入節(jié)點的電流的總和等于所有離開這節(jié)點的電流的總和。對于本圖案例,i1 + i4 = i2 + i3 。
以方程表達,對于電路的任意節(jié)點,
;
其中,ik 是第 k 個進入或離開這節(jié)點的電流,是流過與這節(jié)點相連接的第 k 個支路的電流,可以是實數或復數。
基爾霍夫電流定律又稱為基爾霍夫第一定律。由于累積的電荷(單位為庫侖)是電流(單位為安培)與時間(單位為秒)的乘積,從電荷守恒定律可以推導出這條定律。
思考電路的某節(jié)點,跟這節(jié)點相連接有 n 個支路。假設進入這節(jié)點的電流為正值,離開這節(jié)點的電流為負值,則經過這節(jié)點的總電流 i 等于流過支路 k 的電流 ik 的代數和:
。
將這方程積分于時間,可以得到累積于這節(jié)點的電荷的方程:
;
其中, 是累積于這節(jié)點的總電荷, 是流過支路 k 的電荷,t 是檢驗時間,t' 是積分時間變量。
假設 q > 0 ,則正電荷會累積于節(jié)點;否則,負電荷會累積于節(jié)點。根據電荷守恒定律, q 是個常數,不能夠隨著時間演進而改變。由于這節(jié)點是個導體,不能儲存任何電荷。所以,q = 0 、i = 0 ,基爾霍夫電流定律成立:
。
從上述推導可以看到,只有當電荷量為常數時,基爾霍夫電流定律才會成立。通常,這不是個問題,因為靜電力相斥作用,會阻止任何正電荷或負電荷隨時間演進而累積于節(jié)點,大多時候,節(jié)點的凈電荷是零。
不過,電容器的導板可能會允許正電荷或負電荷的累積。這是因為電容器的兩塊導板之間的空隙,會阻止分別累積于兩塊導板的異性電荷相遇,從而互相抵消。對于這狀況,流向其中任何一塊導板的電流總和等于電荷累積的速率,而不是零。但是,若將位移電流 納入考慮,則基爾霍夫電流定律依然有效。詳盡細節(jié),請參閱條目位移電流。只有當應用基爾霍夫電流定律于電容器內部的導板時,才需要這樣思考。若應用于電路分析(circuit analysis)時,電容器可以視為一個整體元件,凈電荷是零,所以原先的電流定律仍適用。
由更技術性的層面來說,取散度于麥克斯韋修正的安培定律,然后與高斯定律相結合,即可得到基爾霍夫電流定律:
;
其中, 是電流密度,ε0 是電常數, 是電場,ρ 是電荷密度。
這是電荷守恒的微分方程。以積分的形式表述,從封閉表面流出的電流等于在這封閉表面內部的電荷 Q 的流失率:
。
基爾霍夫電流定律等價于電流的散度是零的論述。對于不含時電荷密度 ρ ,這定律成立。對于含時電荷密度,則必需將位移電流納入考慮
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貼片三極管引腳 三極管的識別分類及測量
符號: “Q、VT"
三極管有三個電極,即b、c、e,其中c為集電極(輸入極)、b為基極(控制極)、e為發(fā)射極(輸出極)
三極管實物圖:
貼片三極管 功率三極管 普通三極管 金屬殼三極管
二、 三級管的分類:
按極性劃分為兩種:一種是NPN型三極管,是目前的一種,另一種是PNP型三極管。按材料分為兩種:一種是硅三極管,目前是的一種,另一種是鍺三極管,以前這種三極管用的多。三極按工作頻率劃分為兩種:一種是低頻三極管,主要用于工作頻率比較低的地方;另一種是高頻三極管,主要用于工作頻率比較高的地方。按功率分為三種:一種是小功率三極管,它的輸出功率小些;一種是中功率三極管,它的輸出功率大些;另一種是大功率三極管,它的輸出功率可以很大,主要用于大功率輸出場合。按用途分為:放大管和開關管。
三、 三極管的組成:
三極管由三塊半導體構成,對于NPN型三極管由兩塊N型和一塊P型半導體構成,如圖A所示,P型半導體在中間,兩塊N型半導體在兩側,各半導體所引出的電極見圖中所示。在P型和N型半導體的交界面形成兩個PN結,在基極與集電極之間的PN結稱為集電結,在基極與發(fā)射極之間的PN結稱為發(fā)射結。 圖B是PNP型三極管結構示意圖,它用兩塊P型半導體和一塊N型半導體構成。
A B
四、 三極管在電路中的工作狀態(tài):
三極管有三種工作狀態(tài):截止狀態(tài)、放大狀態(tài)、飽和狀態(tài)。當三極管用于不同目的時,它的工作狀態(tài)是不同的。
1、截止狀態(tài):當三極管的工作電流為零或很小時,即IB=0時,IC和IE也為零或很小,三極管處于截止狀態(tài)。
2、放大狀態(tài):在放大狀態(tài)下,IC=βIB,其中β(放大倍數)的大小是基本不變的(放大區(qū)的特征)。有一個基極電流就有一個與之相對應的集電極電流。
3、飲和狀態(tài):在飲和狀態(tài)下,當基極電流增大時,集電極電流不再增大許多,當基極電流進一步增大時,集電極電流幾乎不再增大。
工作狀態(tài)
定義
電流特征
解流
截止狀態(tài)
集電極與發(fā)射極之間電阻很大 IB=0或很小,IC或IE為零或很
小因為IC=βIB
利用電流為零或很小特征,可以判斷三極管已處于截止狀態(tài)
放大狀態(tài)
集電極與發(fā)射極之間內阻受基極電流大小控制,基極電流大,其內阻小 IC=βIB
IE=(1+β)IB
有一個基極電流就有一個對應的集電極電流和發(fā)射極電流,基極電流能有效地控制集電極電流和發(fā)射極電流
飽和狀態(tài)
集電極與發(fā)射之間內阻很小 各電極電流均很大,基極電流已無法控制集電極電流和發(fā)射極電流 電流放大倍數β已很小,甚至小于1
(用直流電控制信號的一種方式)
五、 三極管的作用:
放大、調制、諧振、開關
1、電流放大:
三極管是一個電流控制器件,它用基極電流IB來控制集電極電流IC和發(fā)射極電流IE,沒有IB就沒有IC和IE,只要有一個很小的IB,就有一個很大的IC。在放大電路中,就是利用三極管的這一特性來放大信號的。
2、開關作用:
當三極管做開關時,工作在截止、飽和兩個狀態(tài)。
在三極管開關電路中,三極管的集電極和發(fā)射極之間相當于一個開關,當三極管截止時它的集電極和發(fā)射之間的內阻很大,相當于開關的斷開狀態(tài);當三極管飽和時它的集電極和發(fā)射極之間內阻很小,相當于開關的接通狀態(tài)。
導通狀態(tài)的工作條件:UB>UE,且UBE≥0.7V,CE結內阻很小,此時電流可以從集電極經CE結流向發(fā)射極。
截止狀態(tài)的工作條件:UBE<0.7V,時,也就是基極沒有電流時,CE結內阻很大,此時CE結沒有電流流過。
硅三極管和鍺三極管的導通、截止電壓也是不同的:
硅三極管:導通電壓UBE>0.7V ,截止電壓UBE<0.7V。
鍺三極管:導通電壓UBE>0.3V ,截止電壓UBE<0.3V。
六、 三極管的測量及好壞判斷
1、三極管的測量
三極管的極性及管型判斷
把萬用表打到蜂鳴二極管檔,首先用紅筆假定三極管的一只引腳為b極,再用黑筆分別角碰其余兩只引腳,如果測得兩次講習數相差不大,且都在600左右,則表明假定是對的,紅筆接的就是b極,而且此管為NPN型管。c、e極的判斷,在兩次測量中黑筆接觸的引腳,讀數較小的是c極,讀數較大的是e極。紅筆接b極,當測得的兩級數值都不在范圍內,則按PNP型管測。PNP型管的判斷只須把紅黑表筆調換即可,測量方法同上。
貼片三極管測量:
正視,兩腳左下腳為b極(基極),測量方法同上
2、好壞判斷
按以上方法測量時兩組讀數在300--800為正常,如果有一組數值不正常三極管為壞,如果兩組數值相差不大說明三極管性變劣。
測量ce兩腳,如果讀數為0,說明三極管ce之間短路或擊穿,如果讀數為1,說明三極管ce之間開路 。
七、 三極管的代換原則(只適舍主板)
1、NPN型和PNP型三極管之間不能代換,硅管和鍺管之間不能代換。
2、原則上要原型號代換,介在實際維修中很做到同型號代換,主板一般采用的三極管大多是硅管,所以代換時,只須做到硅管代換硅管,NPN型代換NPN型,PNP型代換PNP型即可。
3、三極管的三個引腳不能弄錯,拆下壞三極管時要記住線路板上各引腳孔的位置