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半导体三管又称“晶体三管”或“晶体管”。在半导体锗或硅的单晶上制备两个能相互影响的PN结,组成一个PNP(或NPN)结构。中间的N区(或P区)叫基区,两边的区域叫发射区和集电区,这三部分各有一条电引线,分别叫基B、发射E和集电C,是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。晶体三管(以下简称三管)按材料分有两种:锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式,但使用多的是硅NPN和锗PNP两种三管,(其中,N表示在高纯度硅中加入磷,是指取代一些硅原子,在电压刺激下产生自由电子导电,而p是加入硼取代硅,产生大量空穴利于导电)。两者除了电源性不同外,其工作原理都是相同的,下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。对于NPN管,它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成,发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射e、基b和集电c。
管基础知识1.二管的主要参数正向电流IF:在额定功率下,允许通过二管的电流值。正向电压降VF:二管通过额定正向电流时,在两间所产生的电压降。大整流电流(平均值)IOM:在半波整流连续工作的情况下,允许的大半波电流的平均值。反向击穿电压VB:二管反向电流急剧增大到出现击穿现象时的反向电压值。正向反向峰值电压VRM:二管正常工作时所允许的反向电压峰值,通常VRM为VP的三分之二或略小一些。反向电流IR:在规定的反向电压条件下流过二管的反向电流值。结电容C:电容包括电容和扩散电容,在高频场合下使用时,要求结电容小于某一规定数值。高工作频率FM:二管具有单向导电性的高交流
它们在反向电压作用下参加漂移运动,使反向电流明显变大,光的强度越大,反向电流也越大。这种特性称为“光电导”。光敏二极管在一般照度的光线照射下,所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载,负载上就获得了电信号,而且这个电信号随着光的变化而相应变化。
从放大电路到开关电路从发射放大电路演变掉开关电路的示意图如下:从图中可以看出,电路(a)去掉输入输出两个耦合电容后得到了电路(b),由于放大倍数是有Rc和Re两个电阻决定的,所以去掉Re后,得到了电路(c),同时,基偏置电路也没有什么必要,当输入信号为0V时三管处于截止状态,如图(d)。为了确保在没有信号输入时,三管处于截止状态,这里加上了下拉电阻R2。我们知道,如果在电路中输入信号超过0.6V时,三管的基和发射之间的二管将导通,开始为电路提高基电流,在这种状态下,由于没有限制电流的大小,可能会损害单片机端口和三管,为此还需要在基上添加一个限流电阻。至此一个开关电路就这样演变而来。
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