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      職教論文
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      中職電子專業晶體三極管管腳及工作狀態判別的教學實踐

      發布者:admin 發布時間:2012-07-02 00:00 閱讀:

      中職電子專業晶體三極管管腳及工作狀態判別的教學實踐

      德陽市黃許職業中專學校  周崇興

      摘要:晶體三極管是一種常用的電子元件,在電子領域中應用廣泛,是中職電子專業學生必須掌握的,在適當了解三級管的工作原理基礎上,對具體操作的要求就顯得很高,本位擬就實踐操作的教學作出一些探討。

      關鍵詞:電子專業;晶體三極管;管腳;工作狀態;教學實踐

       

      隨著電子技術的迅速發展,晶體三極管作為新型半導體元器件,由于具有體積小、價格便宜、性能穩定、維修方便、安全系數較高等優點,在電子領域里應用越來越為廣泛。這就勢必對中職學校電子類專業中,承擔電子電路基礎課程教學的教師有了更高的要求,培養學生的動手操作能力也顯得尤為重要,筆者2011年參加德陽市中職學校電子類專業優質課競賽中,對普通小功率三極管的管腳判別這一課題進行了一些研究,現公諸同好,敬請斧正。

      一、簡化三極管的內部結構,熟記三極管的符號及工作特性

      三極管內部結構復雜,工作原理抽象,動態參數較多,中職學生接受起來比較困難,所以在實施教學時,不必要求學生太深層次地了解三極管的構造及內部載流子的運行過程,而是對它的分類、符號、管腳名稱、工作特性搞清楚就可以了,在實際教學過程中,通過復習和師生互動可以簡化為以下內容,更多的理論知識通過知識鏈接和學案進行補充。

      1.三極管的分類、符號及管腳名稱

      功率大小不同的三極管體積和封裝形式也各不相同。近幾年來,中、小功率管一般采用硅酮塑料封裝;大功率管采用金屬封裝,通常做成扁平形狀并有螺釘安裝孔,這樣能使三極管的外殼與散熱器連成一起,以便散熱。三極管的核心是兩個PN結,基極和集電極之間的PN結叫集電結,基極和發射極之間的PN結叫發射結,根據兩個PN結的組合方式不同可以分為PNP型和NPN型兩類。三極管有發射區、基區、集電區三個區,對應有發射極、基極、集電極三個電極,所以我們可以說三極管是一個具備三極、三區、兩結的電子元器件。

      2.晶體三極管工作特性

      晶體三極管有三種工作狀態,當加在三極管發射結的電壓大于PN結的導通電壓,并處于某一恰當的值時,三極管的發射結正向偏置,集電結反向偏置,這時基極電流對集電極電流起著控制作用,使三極管具有電流放大作用,其電流放大倍數β=ΔIc/ΔIb,這時三極管處于放大狀態。當加在三極管發射結的電壓小于PN結的導通電壓,基極電流為零,集電極電流和發射極電流都為零,三極管這時失去了電流放大作用,集電極和發射極之間相當于開關的斷開狀態,也稱為三極管處于截止狀態。當加在三極管發射結的電壓大于PN結的導通電壓,并當基極電流增大到一定程度時,集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大,而是處于某一定值附近不怎么變化,這時三極管失去電流放大作用,集電極與發射極之間的電壓很小,集電極和發射極之間相當于開關的導通狀態。三極管的這種狀態稱之為飽和導通狀態。在電子電路中,工作在開關狀態的三極管就是在截止與飽和之間轉換。

      二、三極管管腳和類型的識別

      這是本堂課的重點和難點,要求學生能夠利用萬用表確定三極管的類型及管腳,在教學實際中,采取學生分組測量,比對數據,判定管腳和三級管類型。

      1.最簡化判定方法

      常用三極管引腳的排列方式具有一定的規律,底視圖位置放置,使三個引腳構成等腰三角形的頂點上,從左向右依次為e、b、c;對于中小功率塑料三極管按圖使其平面朝向自己,三個引腳朝下放置,則從左到右依次為e、b、c。

      2.三極管基極b的判別

      目前,國內各種類型的晶體三極管有許多種,管腳的排列不盡相同,在使用中不確定管腳排列的三極管,必須進行測量確定各管腳正確的位置,或查找晶體管使用手冊,明確三極管的特性及相應的技術參數和資料。同時我們也可以通過機械式萬用表確定三極管的類型及管腳(以MF47型萬用表為例)。

      NPN型為例,根據三極管的結構示意圖,知道三極管的基極是三極管中兩個PN結的公共極,因此,在判別三極管的基極時,只要找出兩個PN結的公共極,即為三極管的基極。具體方法是將萬用表調至電阻擋的R×1k擋,先用黑表筆接在三極管的一只引腳上,用紅表筆分別去接三極管的另兩只引腳,如果兩次全通,則黑表筆所接的引腳就是三極管的基極。如果一次沒找到,則黑表筆換接到三極管的另一個引腳,直到全導通為止,否則改用紅表筆接在三極管的一個引腳上,用黑表筆分別去接三極管的另兩只引腳,看是否全通,若全通則紅表筆所接的引腳就是三極管(PNP型)的基極。

      3.三級管集電極c和發射極e的判別:

      (1)對于NPN型三極管,將萬用表調至電阻擋的R×1k擋,用手指捏住b極與假設的c極,管腳間利用我們的手指充當電阻的作用,用黑表筆接假設的c極,紅表筆接假設的e極,測量兩極間的電阻Rce;之后將假設的c,e極對調再測一次。雖然兩次測量中萬用表指針偏轉角度都很小,但仔細觀察,總會有一次偏轉角度稍大(電阻值較?。?,此時黑表筆所接的一定是集電極c,則紅表筆所接就是發射極e了。

      ()對于PNP型的三極管,將萬用表調至電阻擋的R×1k擋,用手指捏住b極與假設的c極,管腳間利用我們的手指充當電阻的作用,用黑表筆接假設的c極,紅表筆接假設的e極,測量兩極間的電阻Rce;之后將假設的c,e極對調再測一次。雖然兩次測量中萬用表指針偏轉角度都很小,但仔細觀察,總會有一次偏轉角度稍大(電阻值較?。?,此時紅表筆所接的一定是集電極c,則黑表筆所接就是發射極e了。

      4.三極管類型的判別

      三極管只有兩種類型,即PNP型和NPN型。判別時只要知道基極是P型材料還是N型材料即可。當用萬用表R×1k擋時,黑表筆接的是萬用表內部電池的電源正極,如果黑表筆接基極時導通,則說明三極管的基極為P型材料,三極管即為NPN型。如果紅表筆接基極導通,則說明三極管基極為N型材料,三極管即為PNP型。.

      過程中出現學生測得數據有一定的差異,通過知識小貼士說明由于三級管或萬用表自身技術參數有差異,或者測量過程中的影響因素造成,甚至有學生元件都搞錯了,解決這一問題時,學生表現出極高的探索興趣。

      三、三極管工作狀態的判別

      本環節要求學生能夠通過測定三極管在電子電路中的動態數據判別晶體三極管的工作狀態。根據三極管工作時各個電極的電位高低,就能判別三極管的工作狀態,因此,電子維修人員在維修過程中,經常要拿萬用電表測量三極管各腳的電壓,從而判別三極管的工作狀態。以NPN型為例:如果測得Ube0,Ubc0,則該管工作在放大狀態;如果測得Ube0,Ubc0,則該管工作在截止狀態;如果測得Ube0,Ubc0,則該管工作在飽和狀態。

      總之,針對中職學校文化基礎較為薄弱的學生,我們在教學有關三極管內容過程中一定要因材施教,分清主次,務必避開復雜深奧的理論知識,注重實踐性教學,積極培養學生的實際動手操作能力,循序漸進,由淺入深,較好地掌握三極管在實際電路中的應用。

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