三极管工作原理精选(九篇)
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第1篇：三极管工作原理范文
一、十三五及2020年主要工作开展情况
2019年，坚持以原油储运为中心、统筹协调为重点、科学调度为抓手，较好地完成了各项目标任务。全年计划交售原油219.03万吨，实际全年交售原油221.92万吨，完成年计划的101.31%。同时创新管理，内部模拟化市场改革卓有成效。示范引领，扎实推进“大站带小站”帮扶工作。强化整治，确保安全生产和环保保护工作平稳运行。健全制度，不断规范原油储运制度流程。
2020年，全年计划交售原油221.97万吨，1-11月份累计交售204.38万吨，预计全年交售原油222.06万吨，完成年计划的100.04%。主要工作措施：一是克服限输影响，原油交售任务均衡完成。加强生产组织，夯实工作责任，将任务分解到天，落实到岗，责任到人，逐级传递压力，并按月考核兑现。同时，积极降低延炼检修影响，超前谋划，抓早动快，年初核实了各站实际库存，制定了最高安全库存、最低安全库存及检修前降库计划和检修期间的存油方案，最大限度的保证了生产，将延炼检修影响降到了最低。不断加强生产应急管理，高效组织油泥清理、设备检修抢修、突发事故应急等，确保了全年原油处理交售任务的顺利完成。二是强化预防整治，生产安全高效平稳运行。严格按照“三个必须”要求，夯实“四级”责任体系。进一步完善了HSE管理体系，并持续加强双重预防机制和全员风险辩识工作。严格疫情管控，加强人员动态管理，及时上报信息，确保了疫情防控安全。开展了“春节”“两会”“五一”“安全生产月”“中秋”“十一”等隐患大检查大排查工作，查出隐患52项，整改50项，限期整改1项，监护运行1项。同时，加强生产应急管理，严格24小时防汛值班制度，及时监测上游天气变化，防汛信息第一时间传达到岗到人，组织开展了防汛应急演练，全面检查了应急库存和物资保养应急情况，原油储运工作安全平稳运行。三是总结工作经验，生产模式持续优化。认真总结“大站带小站”管理经验，进一步加强自动化、标准化建设工作。按照“就近联系、精准施策、共同提高”的思路，对于2019年“大站带小站”未通过验收的2个联合站继续帮扶原帮扶单位，对于验收合格的11个联合站，重新选定了帮扶对象。全年各站深入帮扶现场指导检查，交流经验6次，大站小站互相学习，业务互补，小站安全管理有了明显提升。四是细化工作措施，基础管理工作不断规范。配合投资管理科完成了“十四五”规划地面系统建设方案的编制；重新完善了部门职责和岗位说明书，修订了联合站收发油管理细和原油石油管道运输等规章制度。同时，重点加强现场精细化管理，制定了《联合站现场精细化管理实施方案》，加强组织领导同，夯实工作责任，细化工作措施，3-5月份对照验收评比表中16个方面52项内容开展工作了自查自纠，并抽调业务骨干逐站检查指导，逐步了规范生产现场安全运行模式和细节管理。
二、存在的问题
十三五以来，原油储运管理工作虽然取得了一定的成效，但是也存在一些问题：一是联合站设备设施老化，高液面运行下安全环保风险较大；二是采出水处理回注能力无法满足生产需求，有的站水处理困难，有的站无水可注；三是气源不足，冬季热油、卸油存在困难；四是基础设施建设薄弱，自动化、标准化水平较低。
第2篇：三极管工作原理范文
关键词：雪崩三极管；MARX电路；脉冲源；电磁兼容
引言
随着科学技术的发展，电子系统和设备的数量与日俱增，性能也在不断提高，并正向高频率、宽频带、高集成度、高可靠性、高精度和高灵敏度方向发展。与此同时，电磁干扰的问题势必越来越严重，现已成为电子系统和设备正常工作的突出障碍。
在实际工作环境中，随着设备的增多，多个设备共同工作在同一环境下，设备之间会产生扰动，特别是在大型的设备与机器上，同时工作的元器件多达几百甚至上千个，电磁环境非常复杂，导致设备的故障率大幅提高，如何对设备的电磁兼容环境进行测试成为一个热点问题。高斯脉冲信号具有功率大，频谱广的特点，能够覆盖设备的各个敏感点，有利于模拟真实的电磁环境。高斯脉冲信号生成电路在军工、科研、雷达探测、超宽带传输等多个领域具有重大的作用，是当前研究热点。
1 雪崩三极管的二次击穿
雪崩三极管是一类专门用于工作在雪崩区的三极管，具有较高的Vceo与Vcbo，在脉冲状态下最大工作电流可以达到几十安。这类雪崩三极管通常可以工作在负阻区，并具有二次击穿的特性，非常符合脉冲生成电路的制作要求。负阻效应是指当三极管工作在雪崩区时，Vce随Ic的增大而减小的效应。二次击穿指当三极管工作在雪崩区时，它的工作点并不稳定，当电流继续增大时会发生二次击穿，此时的电流非常大。如图1所示：当雪崩三极管处于第一次雪崩时，工作在c点，而随着电流增大，导致工作点的上移至b点，而b点的工作状态并不稳定，雪崩三极管发生2次击穿，此时工作点继续上移至a点。
2 MARX电路工作原理
如图2所示为MARX电路原理示意图，图中偏置电源Ec对电容C1～C5进行充电，Ec的大小为三极管T1～T2的临界雪崩电压，当触发信号加入后，三极管迅速进入雪崩区，此时C2左端的电压与C1右侧电压可以近似理解为相等，由于C2为电容两侧电压不能突变，所以C2右侧电压等于C1+Ec，即2Ec，以此类推最终在RL1上得到5倍的Ec。
MARX电路的最重要的作用就是通过多级MARX电路可以得到几倍于Ec的电压，是产生高幅值脉冲的有效途径。
3 脉冲幅值与电路级数的关系
在实际制作MARX电路中，脉冲幅值往往不能得到理想的倍增效果，原因主要有三个，首先是雪崩三极管的雪崩效率是否满足要求，其次是充电电容的选择，通常在电容中的电量不满足雪崩需求时，雪崩三极管就会退出雪崩状态，第三是信号在元器件以及信号线上的耗损。
所以在实际设计中，我们并不追求实现完全的电压倍增，而是采用欠电荷充电的方式，所谓欠电荷充电，是指每一个充电电容只要存有满足该级电路雪崩所需的电荷量即可，这样做的好处是，通过增加电路级数来得到高幅值脉冲，而缩小电容的大小，使得电容放电时间缩小。
假设需要得到800V电压，负载50欧，那么电流的大小应为16A，在实际制作中，电荷Q=I*t，t为三极管导通时间，通常国产三极管为2ns，则Q=32纳库伦，C=Q/U，U=200V，则C=160pF。即当电容为160pF时，即可满足雪崩，在实际制作时，通常留有余量。
4 雪崩三极管的加速作用
脉冲幅值的特点是幅值高，脉宽窄，通常脉宽只有几纳秒至几十纳秒，减小脉宽是MARX电路的重要作用，主要利用的是欠电荷充电法以及雪崩三极管的加速作用。
电容的放电与其RC回路相关，通常情况下大约需要3～5个RC时间常数，电容将放电完毕，经过计算，以470P的电容和50欧姆电阻为负载，其放电时间大约需要70.5～117.5ns。而实际制作过程中，经过雪崩三极管的加速作用，最终得到的脉冲幅值通常不超过10ns。
5 制作实例
本例采用20级雪崩三极管级联，雪崩三极管采用FMMT417TA雪崩三极管，电容470P，充电电阻39K，充电电压为220V，输出为50欧负载，最终得到脉冲幅值800V，脉宽4.8ns，拖尾较小。
6 结束语
第3篇：三极管工作原理范文
关键词：晶体三极管 放大电路 非线形失真 解决办法
1 三极管的非线形失真
当我们用三极管对信号进行放大的时候，目的是对信号有一定比例地放大，如果不能按比例放大，放大后的信号与原信号相比就改变了性质，这种现象我们称之为信号失真，而这种失真是由于对原信号进行非线形放大而产生的，我们称为非线形失真。
2 非线形失真产生的原因及分类
2.1 截止失真 现在以NPN型三极管为例说明晶体三极管的工作原理及失真原因的分析，三极管的结构和符号
三极管的发射节相当于一个二极管，而二极管具有单向导电性，其所加电压与通过电流与二极管的伏安特性相同。
只有加到发射节上的电压高与uon(开启电压)时，发射节才有电流通过，而当发射节被加反向电压时（只要不超过其反向击穿电压），只有很小的反向电流通过，我们认为这种情况下三极管处于截止状态，而在实际应用中，我们会遇到各种各样的信号需要放大，有较强的信号，有较弱的信号，也有反向的信号，根据PN节的特性，当加到发射节上的信号为较弱的信号（小于开启电压），或者是反向信号时，发射节是截止的，三极管是不能起到放大的作用，输出的信号，也出现严重的失真，此时的失真，称为截止失真。
2.2 饱和失真 在了解三极管的饱失真前，我们先了解一下三极管的饱和导通，我们知道，当三极管的的发射节被加正向电压且Ube>uon，三极管的发射节有电流通过，以NPN三极管为例，三极管的工作过程是这样的：当发射节加正向电压时，发射区通过扩散运动向基区发射电子，形成发射极电流IE；其中一小部分与基区的空穴复合，形成基极电流IB，又由于集电极加反向电压，所以从发射极出来的大部分电子在集电极电压作用下通过漂移运动到达集电极，形成集电极电流IC。当集电极上加不同电压时，有三种情况：
2.2.1 集电节加反向电压，集电节反偏，此时，集电极有能力收集从发射极发射出的电子，三极管处于稳定的放大状态。如电路图3，三极管工作在如图5所示的放大区。
2.2.2 当集电极加正向电压，集电极正偏，此时，发射极发射电子由于而集电极收集电子不足，即使基极电流增大，发射极发射电子电流增大，由于集电极收集电子不足，集电极电流也不会增大，这种情况称为三极管的饱和导通，如图5所示的饱和区。饱和导通时，三极管对信号也失去了发放大作用，此时的三极管的失真称为饱和失真
2.2.3 当集电结所加电压为零，即UCB=0时，三极管出处于饱和放大的临界状态。
3 非线形失真的解决办法
3.1 截止失真的解决办法 当输入信号uiuon，保证三极管导通。如下图所示：
3.2 饱和失真的解决办法
3.2.1 增加VCC 由于三极管饱和的根本原因是集电结收集电子的能力不足，所以增加VCC能够增强集电极收集电子的能力，但必须保证VCC在三极管的能承受范围内，在RC和管子不变的情况下，能够消除饱和失真
Ⅰ
3.2.2 增加基极电阻RB以减小基极电流，从而集电极电流IC=βIB，在集电极电阻RC和集电极电源VCC不变的情况下，由VCE=VCC-βIBRC得集电极电压变大，从而使集电极收集电子能力增强，消除饱和失
3.2.3 减小集电极电阻，在电路中其他参数不变的情况下，减小集电极电阻RC就减小了在RC上的压降由uCE=VCC-βIBRC知加在集电结的电压增大，也增强了集电极收集电子的能力，从而消除饱和失真
3.2.4 更换一只β较小的管子.在其他参数不变的情况下，换一只放大倍数较小的管子，由uce=VCC-βIBRC知:在集电极电阻上的压降减小，也即增大了加在集电结的电位，增强了集电结收集电子的能力，从而消除饱和失真，同理由Ⅰ式得β应满足
第4篇：三极管工作原理范文
【关键词】高职 “理实一体” 教学方法
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2014）09-0003-03
高职课程“理实一体”教学是指将理论教学与实践教学相融合，实现教、学、做一体化。“理实一体”教学的目标是依据国家职业标准，培养学生的综合职业能力；内涵是根据高职教育人才培养目标，以学生为中心，重新整合教学资源，改革传统教学中理论与实践“两张皮”的教学模式，实现教、学、做一体化。
下面以晶体三极管（双极型半导体三极管）为例，对高职课程“理实一体”教学方法进行探讨。
一 教学标准
教学标准是对教学过程的总体要求，包括教学目标、教学设计和学时分配，以此对教学内容进行指导和规范，使教学目标更加明确，教学设计更加科学，学时分配更加合理。
1.教学目标
教学目标有：（1）理解晶体三极管的电流放大作用；（2）掌握晶体三极管的三种工作状态；（3）学会用万用表检测晶体三极管性能的方法。
2.教学设计
第一，教学安排在“理实一体”教室，教师指导学生完成相应实验，通过分析实验结果，得出相应结论，掌握相关知识。输入输出特性曲线的内容通过具体实验来完成教学。
第二，课前布置学生预习相关教学内容，复习万用表的使用方法，以提高课堂教学的质量和效率。
3.教学学时
根据教学内容，安排4个学时。
二 教学内容
建构主义学习理论认为，学是与一定的情境相联系，而生动直观的形象才能有效激发学生的联想，唤起原有认知中有关的知识。“理实一体”强调学生为主体，教师为主导，不仅关注学生掌握知识、技能的情况，更重视学生获取知识、技能的方法与途径。为此，将晶体三极管“理实一体”教学内容模块化，模块之间既相互独立又相互衔接。教师引导学生进入教学情境，引导学生进行思考，由学生得出结论，使学生的学习直观、形象，有助于理解概念，突破难点，解决问题。
1.晶体三极管的基本结构及符号
第一，找几个外壳上有管脚指示标志的晶体管，认识其外形及管脚；第二，从理论上讲解三极管的结构，掌握其电路符号的表示；第三，用万用表测量晶体三极管的性能：判别基极、集电极以及三极管类型（NPN型、PNP型）；第四，电流放大能力估测；第五，穿透电流的测量。
说明：通过模块一的学习，让学生熟悉晶体三极管的外形及引脚识别方法；学会查阅半导体器件手册，熟悉晶体三极管的类型、型号及主要性能参数；掌握用万用表检测晶体三极管性能的方法，为学生看图、识图以及今后进行电路设计、装配、维修奠定基础。
2.晶体三极管的工作原理（以NPN型为例）
第一，通过实验建立感性认识。教师指导学生做一个晶体三极管电流测量实验，记录电流测量的具体数据，目的是通过晶体三极管电流分配的实验数据，帮助学生建立起晶体三极管具有电流放大作用的概念。
如以3DG6三极管共发射极电路为例进行电流测量，测量数据如表1所示。
通过分析表中数据，指导学生得出如下三个结论：（1）
IE=IC+IB，此结果符合克希荷夫电压定律；（2） ，
，IE、IC比IB大得多，电流具有放大作用；
（3） ，基极电流IB的少量变化，将引
起集电极电流IC较大的变化。
说明：通过直观的实验数据，帮助学生先建立感性认识，为后续内容的教学作铺垫。
第二，深入分析晶体三极管的放大原理。（1）放大条件。在晶体三极管的内部，发射区高掺杂，多子为自由电子，浓度很高；基区低掺杂，多子为空穴，浓度在三个区中最低，且比较薄；集电区掺杂浓度比发射区低，但面积较大。在晶体三极管的外部，发射结正向偏置，集电结反向偏置（VCE>VBE）。（2）三极管内部载流子的运动。发射区向基区扩散电子（发射），电子在基区扩散和复合，集电区收集发射区扩散过来的电子（收集）。
说明：在实验数据的基础上，从本质上分析电流放大原理。这样由感性认识上升到理性认识，从知识的传授过程来讲，过渡及衔接较好，避免了抽象的教学，降低了学习的难度，可以获得较好的学习效果，为后面进行电路分析夯实了基础。
第三，晶体三极管基本应用电路测试实验。
三极管电路电压传输特性的测试。测试电路如图1所示。调节电位器RP，使输入电压uI由零逐渐增大，用万用表测出对应的uBE、uO值，并计算出iC值，记入表2中。在坐标纸上作出电压传输特性曲线uO=f（u1）和转移特性曲
线iC=f（uBE），求出线性部分的电压放大倍数 。
三极管电路恒流特性测试。测试电路如图2所示。调节RL，使RL从零逐渐增大到4.7kΩ，分别测出uO值，并计算出iC值，记入表3中。在坐标纸上作出曲线iC=f（uO）。
说明：通过技能训练，掌握三极管应用电路的测试方法，进一步加深对三极管放大特性、三种工作状态的理解。
撰写实验报告。内容包括技能训练目的、测试数据、曲线分析。
说明：教学的最终目的就是指导并帮助学生掌握学习方法，变被动学习为主动学习，培养学生分析问题、解决问题的能力，这也是目前倡导培养学生创新能力的实质性举措。
3.晶体三极管的特性曲线
特性曲线反映了三极管的特性，是分析放大电路的重要依据。逐点测试三极管共射输入、输出特性曲线的电路如图3所示。根据实验，组织学生讨论其输入、输出特性。
第一，输入特性曲线。当集-射极电压UCE不变时，输入回路（基极回路）中的电流IB和基-射极电压UBE之间的关系曲线，即IB=f（UBE）|UCE=常数，如图4所示。这里要分两种情况讨论：UCE=0时、UCE>0时。在实际的放大电路中，三极管的UCE一般都大于零，因而UCE大于1V时的输入特性更有实用意义。
图3 三极管特性曲线测试电路 图4 三极管输入特性曲线
第二，输出特性曲线。当基极电流IB不变时，输出回路（集电极回路）中的集电极电流IC和集-射极电压UCE之间的关系曲线，即IC=f（UCE）|IB=常数，如图5所示。在输出特性曲线上可以划分为三个区域：截止区、放大区、饱和区。（1）截止区：IB≤0的区域，此时三极管处于截止，IC≈0。其特点是：发射结零偏或反偏（UBE0）。
第三，温度对特性曲线的影响。通过改变温度可以发现温度对三极管的特性影响较大：输入特性曲线随温度升高而左移，输出特性曲线随温度升高而上移，如图6所示。
图6 温度对三极管特性曲线的影响
说明：特性曲线可用晶体管特性图示仪测得，学生通过学习，既掌握了仪器的使用，也奠定了从事实验研究的基础。在整个过程中，关注如何通过“理实一体”让学生掌握获得知识的方法和途径，为今后的学习和工作树立信心。
4.晶体三极管的主要参数
三极管的性能常用有关参数表示，作为工程上选用三极管的依据。
第一，电流放大系数。三极管的电流放大系数表征管子
放大作用的大小。（1）共射直流电流放大系数 ， ；
（2）共射交流电流放大系数β， ；（3）共基直流电流
放大系数 ， ；（4）共基交流电流放大系数α， ；
（5）两种电流放大系数的关系， 或 。
第二，极间反向电流。极间反向电流是衡量三极管质量的重要参数。（1）反向饱和电流ICBO。由表1实验数据可以看出，当IE=0，即发射极开路时，此时IC=0.001，IB=-0.001，集电极和基极之间的反向饱和电流，以ICBO表示。（2）穿透电流ICEO。由表1实验数据可以看出，当IB=0，即基极开路时，此时IC=IE=0.01，集电极和发射极之间的反向截止电流，由于它是从集电区穿过基区流向发射区的电流，所以也称为穿透电流，以ICEO表示。ICEO=（1+β）ICBO。
I CBO和ICEO均对温度非常敏感，其大小反映了三极管的稳定性，其值越小，质量越高。实际工作中选用三极管时，要求这两个反向电流尽可能小些。
第三，极限参数。极限参数用以保证三极管安全或保证三极管参数的变化不超过规定的允许值。使用三极管时若超过这些极限值，会使管子性能变劣，甚至损坏。（1）集电极最大允许电流ICM。当IC超过一定数值时β下降，β
下降到正常值的 时，所对应的IC值为ICM，当IC>ICM时，
会导致三极管损坏。（2）集电极最大允许功率损耗PCM。三极管正常工作时最大允许消耗的功率PCM，就是由允许的最高集电结温度决定的最大集电极功耗，工作时PC必须小于PCM。（3）三个反向击穿电压。U（BR）CEO为基极开路时集电结不致被击穿，允许施加在集电极-发射极之间的最高反向电压；U（BR）CBO为发射极开路时集电结不致被击穿，允许施加在集电极-基极之间的最高反向电压；U（BR）EBO为集电极开路时发射结不致被击穿，允许施加在发射极-基
极之间的最高反向电压。U（BR）CBO>U（BR）CEO>U（BR）EBO，
使用中取UCE≤（ ～ ）U（BR）CEO。（4）三极管的选用。
根据三个极限参数可以确定三极管的安全工作区，实际选用三极管时必须保证三极管工作在安全区内，并留有一定的余量。
说明：此部分内容由学生自学完成。通过归纳总结，让学生学会梳理知识，抓住重点，掌握技术手册等资料的使用方法。
5.PNP型晶体三极管
同NPN型三极管相似，只是基-射极电压UBE0，正好与NPN型三极管相反。
说明：此部分内容由学生自学完成。通过与NPN型三极管的对比，举一反三，培养学生自主学习的能力。
参考文献
第5篇：三极管工作原理范文
【关键词】信号源；高频；西勒振荡器；PCB
1、设计简介
本文主要是基于Multisim设计一款实用的高频信号发生器，该设备可产生3.579MHz稳定的正弦波以供使用，其核心电路为西勒振荡器，通过合理设置参数，最终达到设计要求。
2、电路设计
为了很好的完成项目，我按下述顺序完成电路原理设计工作。
2.1 原理概述
振荡器是用于产生一定频率和幅值信号的装置，它不需要外加输入信号的控制，就能自动地将直流电能转换为所需要的交流输出[1]，本文主要讨论正弦波反馈式振荡器的设计与实现。
下面首先讨论反馈式振荡器的基本工作原理，其原理框图如图1所示，其中，输入信号为Vi，拉普拉斯变换为R（s），输出信号为V0。其拉普拉斯变换为C（s），放大器模块的系统传递函数为G（s），反馈网络的系统函数为H（s）。若在某一时刻，系统输入端有一个短暂的信号输入系统，系统将产生与之对应的输出，如果输出信号经过反馈网络后与输入信号振幅和相位相同。那么，即使短暂信号消失之后，系统输出端依然会有信号输出，即此时系统产生了自激振荡[2]，使用数学表・达式可对上述文字进行进一步阐述：
其中A是放大网络的放大倍数，为放大网络的相移，为稳定振荡时的输入电压，为稳定振荡时的频率，这就是著名的“幅值稳定条件”和“相位稳定条件”。也就是说当系统发生幅度或相位的变化时，系统可以自动的调节，使系统重新稳定，这全部依赖三极管特殊的传输特性来实现。
所以要设计一个稳定的振荡器，则需要同时满足以上的所有条件。
2.2 参数选定
本文阐述西勒振荡器的设计方法，在这里我采用电容三点式接法构成主体电路，其原理图如图2所示。
2.2.1 静态工作点的设定
结合通用的集成电路设计标准，本设计选择5V直流电源作为电路工作电源，为了使三极管工作在线性状态，且输出正弦波峰值为2V左右，则可选定：
2.2.2 振荡部分设计
由于需要设计的振荡器的中心频率为3.579MHz，所以可计算出谐振网络的参数值为：
至此，参数设定工作已经完成，从原理上讲，这个振荡器是可以实现的，下面我会对其可行性做进一步验证。
3、仿真实验
在进行制板之前，需要对上述结果做进一步验证，本文主要阐述使用Multisim进行仿真实验，仿真后，我得出如下数据：
VBE=1.448V，VCE=869mV，振荡频率f=3.565MHz
从上述数据可以看出，本振荡器已达到设计要求。
4、电路板制作
第6篇：三极管工作原理范文
关键词：动态扫描显示技术；传感器；声光报警；80C51
随着我国信息技术产业的快速发展，人们生活水平的日益提高，以及人们对于自身安全和生活周边环境安全的日益重视，对于防火防盗的需求也大大增加，尤其对于偷盗、火灾等事故进行报警和监测[1]的要求也愈高，同时人们也对报警器的简单、方便、实用和性价比提出了要求。
本设计正是基于这种现状，对于防火防盗的简单实用系统的需求，开发了一套利用温度传感器、红外线传感器和自动控制中的报警系统，配合80C51主芯片设计的声光报警系统。本文设计不同于一般的PLC及硬件组成的控制系统[2]，是以单片机为主体设计的自动报警系统。为确保传送到单片机的信息的安全、可靠，采用温度传感器、红外线传感器技术来实现信号的采集，还可扩展其多功能报警类别[3]。即可检测非法闯入和火灾两种报警类型，并用数码管显示报警类别，这是本品的一个特色。本文产品成本低、性能好，具有较高的性价比，有着广阔的市场前景[4]。
1 系统硬件电路的设计
系统硬件电路由主芯片电路、声光报警电路、传感器电路、数码显示电路和电源电路等组成。
1.1 主芯片电路
80C51系列单片机在各种产品中应用频繁，它以系统结构合理，技术成熟，多年占据单片机系统的主流地位。80C51单片机主要由以下部分组成：（1）CPU系统；（2）存储器系统；（3）I/O口和其他动能单元。80C51系列单片机封装分为采用双列直插式（DIP）和贴片式LCC。本文考虑到系统成本和电路设计难度，选用主芯片80C51，采用常用的总线型DIP40封装。
1.2 声光报警电路组成及原理
该部分电路主要采用9012三级管Q1、发光二级管LED（D1）、若干电阻及扬声器LS1组成。单片机P3.1口接发光二极管D1，发光二极管D1再接R1，最后R1接源VCC，从而构成报警器的发光部分。P3.7口接R2，R2接三级管Q1的基极，三极管发射极接电源VCC，接收级接扬声器，扬声器的另一端接电阻R11，再接地端，也就构成了报警器的发声部分。
电路工作过程如下：首先设定温度传感器的阈值为65℃。当温度传感器检测到周围温度上升到65℃以上或红外对管有遮挡时，单片机P3.7脚就输出低电平，三极管Q1导通，扬声器通过电阻R11后接地，即扬声器发出报警声，同时LED发光。反之，没有触发报警信号时，单片机P3.1和P3.7引脚输出的是高电平，三极管Q1截止，扬声器和发光二极管都不工作。此方案性能稳定、电路简单[5]。组成如图1所示。
1.3 显示电路组成及原理
在一般电子系统中与人类感官最直接相关的就是人机交互设备。在本文中即是显示电路，它是可以显示系统的报警类型，本文的显示电路采用共阴极即低电平驱动数码管。其共阴级数码管工作原理为：其8各发光二极管的阴极在数码管内部全部连接在一起，所以成“共阴”，而它们的阳级是独立的，在设计电路时把阴极接地。当给数码管的任一个阳极加一个高电平时，对应的发光二极管就点亮了[6]。
1.4 电源电路设计
本系统采用市电供电，因此需要设计电源电路进行变压，给系统各部分提供能量。电源原理图如图2所示。
其工作过程为：市电经过变压器后变为5V左右交流电，然后经过四只IN4O01整流二极管组成的全波整流电路后，将降压后的交流电转换为直流电，最后经过滤波电容滤波和三端稳压器W7805后输出稳定的+5v的电压[7]，供给系统各部分电路。发光二极管D5，作为供电的指示器，来显示是否有电，以通知用户检查[8]。
2 系统软件设计
2.1 系统主程序设计
主程序的执行从串口初始化开始，包括设置定时器1为模式2，装初值设定波特率，波特率为9600bit/s，启动定时器，设置设置串口通信模式为方式1，使串口允许接受数据，波特率不倍频，开总中断，开串行中断。然后进行温度转换，先复位温度传感器DS18B20，跳过ROM匹配，写温度转换指令。这样就可以获取温度值了，同样首先复位温度传感器DS18B20，跳过ROM匹配，发送读温度命令，分别读出高八位和低八位，进行转换得到真实的十进制温度值，与所设定的65℃进行比较，大于等于此值就进行声光报警并显示火警和火灾地点。否则顺序查看P1.1～P1.7口是否为低电平，若是则进行声光报警并显示类型和地点，否则返回不断循环。
2.2 温度传感器电路设计
读DS18B20指令字节的流程：首先进行DS18B20的初始化，再对ROM进行操作命令，最后对存储器进行操作。其中每一步操作都要遵循严格的工作时序和通信协议。本文温度传感器电路设计时，根据DS18B20的通信协议，须经三个步骤：（1）每一次读写之前都需要先对DS18B20进行复位；（2）发送一条ROM指令；（3）发送RAM指令，以上操作完成后才能对DS18B20进行预定的操作。
DS18B20 复位流程：数据端先置位后，再将数据端清零，然后延时480us，继续将数据端置位，检测数据端是否为低电平，如果为低电平，就设置标志位表示存在，然后延时180us，数据端置位，复位完成。
写DS18B20指令字节的流程：把进位标志位清零，再把数据端清零，然后延时15us，循环右移一次，进位标志位值送数据段，继续延时30us，然后数据端置位，查看指令字节是否写完，写完即完成。
2.3 红外传感器电路设计
红外传感器对管由发射管D7和接收管D8组成。当D7和D8之间有遮挡时，反向电压起作用，接收管反向饱和漏电流迅速增加，即形成了光电流，当光电流通过与三极管连接的电阻时，在电阻两端将会产生随入射光变化的电压信号，此时输出高电平，三极管Q1截止，报警电路不工作；当发射管和接收管之间有物体遮挡时，电路中也有很小的反向饱和漏电流，此时相当于光敏二极管截止，此时输出低电平，三极管Q1也导通，此时报警电路蜂鸣器响起，LED闪烁。红外传感器流程图如图3所示：
3 系统调试与问题分析
系统调试分为模块调试和整机联调。本设计借助于单片机仿真开发器进行整体编译调试仿真，在仿真过程中利用单步、断点调试仿真的方式进行各模块的调试。
仿真步E如下：（1）硬件仿真设计的建立：使用菜单 “File-New”或者点击工具栏的新建文件按钮，即可以打开一个新的硬件设计编辑窗口，在该窗口左上角找到元件库选项，进入元件库中找到所需元件，七段数码管、80C51单片机、温度传感器DS18B20、发光二极管、三极管、电阻、扬声器等，按要求链接好硬件电路。保存该文件，扩展名为（.DSN），这里将文件保存为声光报警器.DSN。（2）硬件仿真的实现：打开硬件设计，左键双击80C51单片机即可弹出导入KEIL所生成的HEX文件的窗口，导入文件并选择12M的时钟频率，点击确定即可进行仿真。
在系统调试过程中，遇到很多棘手问题，其中包括以下内容：
（1）用sbit在函数内部定义位变量时编译识别不了。
解决方法：通过查资料知道用sbit定义位变量时要在主函数执行之前先声明。
（2）仿真时程序运行正确了，但七段数码管却不显示。
解决方法：由于我的显示七段数码管连接在80C51单片机的P0口，由于P0口输出驱动电路中无上拉电阻，使用时外电路需再接上拉电阻。
4 结束语
本文考虑产品的性价比，以80C51单片机为主芯片，经过对实际应用需求的分析，设计了两种报警类型的声光报警器，经过实际测试，达到了预期要求，而且通过对软件部分主要算法的优化，完善了系统性能。后期系统将增加更多的传感器元件，不断进行扩展和完善。
参考文献
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[7]M.Mike.Useful tips ease interfacing of logic devices in mixed 3V and 5V systems[J].Houston：Electronic Design，2000，6：1-10.
第7篇：三极管工作原理范文
关键词 模拟电子技术 教学方法 多样化 放大电路
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.12.066
Study on the Teaching Method of Analog Electronic Technology
――Taking the basic Amplifier Circuit as an example
YAO Gaohua， LIAO Qiuxiang， ZOU Muchun
（School of Information and Electronic Engineering of Wuzhou University，Wuzhou，Guangxi 543002）
Abstract For the possible problems in the teaching process of analog electronic technology course， on the emphasis on viewpoint and learning interest of the students， it proposes a variety of teaching methods， such as guidance heuristics， locating suspense and suspect method， task-driven method， multimedia presentation methods， virtual experiment simulation method， and discusses a variety of teaching methods in the teaching process taking the basic amplifying circuit for example.
Key words analog electronic technology； teaching method； diversify； amplifying circuit
模拟电子技术课程是继电路分析基础课程之后，电子信息工程、电子科学与技术、自动化、通信工程等我校电子类专业学生的第二门专业基础课，也是计算机类、机械类和物理类等其他理工科专业的必修课程之一。该课程是电子技术基础的一个部分，通过该课程的学习，学生能掌握电子技术方面的一些基本知识、基本理论和基本技能，进行基本模拟电路的分析和设计，为以后进一步学习数字电子技术、高频电子线路等后续课程打好基础。①
1 模拟电子技术课程传统教学方法的不足
模拟电子技术课程不仅有完备的理论知识体系，而且具有很强的实践性、工程性和应用性，相当数量的学生学习过程中感到一知半解，②很多教师也感觉很难取得较好的教学效果。对于模拟电子技术课程教学，传统教学方法重在“教”，一般以教师为中心，授课侧重在把模拟电子技术各个章节的知识点讲清楚，满足于教材上的现成知识；轻于“学”，忽略了以学生为中心，没有考虑到学生的主体地位，造成教与学二者的脱节。
考虑到模拟电子技术课程的重要性和“入门不易，学好很难”的特点，很多教师不断地进行该课程的教学探讨和教学改革，而且有些改革已具有良好的效果。笔者总结了目前一些高校对该课程教学改革的成功经验，针对传统教学方法的不足，充分考虑学生的实际情况，利用多种现代教学方法，突出课程的基础理论，强化学生的实践应用能力，以适应地方高校转型背景下应用型人才培养的新要求。
2 多样化教学方法在模拟电子技术教学中的应用
针对模拟电子技术课程在教学过程中可能出现的问题，诸多文献进行了相关的讨论。笔者根据自己讲授模拟电子技术课程中的体会，突出学生学习兴趣的培养，注重站在学生角度思考问题，提出了多样化的教学方法。在教学实施过程中，注重传统“黑板+粉笔”教学方法和现代多样化教学方法相结合，采用引导启发法、悬念设疑法、任务驱动法、多媒体演示法、虚拟实验仿真法等教学方法，引导学生主动参与到教学过程中来，发挥学生的主观能动性，使学生的注意力集中在课堂上。
结合模拟电子技术课程的特点，以该课程中的基本放大电路的组成及工作原理这一核心知识点为例，探讨多样化的教学方法的应用。
2.1 引导启发法
教学导入是整个教学过程中非常重要的环节，很平淡的开场白不容易引起学生的兴趣，因此教师在开始上课时就应该集中学生的注意力。例如在教学过程开始阶段先提问：“请同学们举一些生活中放大的例子”，通过学生回答出的几种放大现象：“利用放大镜使微小的物体现出较大的形象、利用杠杆能用小力移动重物、利用变压器将低电压变为高电压、说话的声音通过扩音器被放大”，再引导学生分析不同放大现象的区别：“这些放大现象分别是光学放大、力学放大、电学放大、电子学放大”，从而引出了模拟电子技术课程中基本放大电路放大作用的内在含义。通过老师巧妙地引导和启发，使学生很快进入到本课程的学习情境中。
2.2 悬念设疑法
在课堂上，为了集中学生的注意力，教师可以采用悬念设疑法。结合授课的具体内容，教师可以提出一些相关的问题，让学生思考解决办法。为了提高学生思考问题和回答问题的积极性，教师可以将积极回答问题的学生记录下来，作为平时成绩评定的依据。如在本课例教学中，结合共射极放大电路的组成提问：“如何判断三极管工作在何种状态”，考查学生能否通过前一章三极管基础知识的学习，解决新教学内容中的实际问题。
2.3 任务驱动法
笔者在模拟电子技术课程的教学中采取了任务驱动法，针对学生学习、生活中的实际情况布置一个学习任务，③让学生完成任务来了解模拟电子技术的知识。如在讲授放大电路的组成和工作原理知识点之前，安排学生收集生活中放大的相关例子，整理出问题，然后结合授课时的知识加以理解。课后，要求学生根据对共射极放大电路的组成的理解，思考“是否还有其它形式的三极管放大电路”，促使学生对新问题进行探讨研究，考查学生的自主研究探索能力。
2.4 多媒体演示法
多媒体教室为课程多媒体教学和演示提供了硬件保证。教师通过应用多媒体演示法，演示与课程相关的视频、音频、动画等多媒体素材，能够刺激学生的五官感受，激发学生的学习兴趣。本课例中笔者制作多媒体课件并充分利用多媒体设备进行教学演示，获得事半功倍的效果。④例如，在本课例中，在讲解放大电路的工作原理时，通过播放“放大电路的工作过程”动画，将放大电路工作过程中各处的电压、电流形象地展现在学生眼前，复杂原理的理解就变得非常简单了。
2.5 虚拟实验仿真法
在本课例中通过教师演示虚拟实验、学生分组进行虚拟实验，利用Multisim仿真软件进行放大电路的仿真。学生通过积极进行仿真实验，学习虚拟实验的方法，讨论实验结果的正确性，达到了活跃课堂气氛，巩固所学知识，理论知识和实验技能相结合的效果。
3 基本放大电路课例教学过程设计
在每节课的教学过程中，往往需要多种教学方法结合使用，这样才能达到比较好的教学效果。在基本放大电路的组成及工作原理这一课例中，笔者结合多样化的教学方法设计了表1的教学过程。这一课例设计在我校组织的教学设计竞赛中获得一等奖，并在教学实践中多次获得同行好评，通过学生反馈出来的教学效果良好。
4 结束语
在电子技术日新月异发展的新形势下，为了培养适应现代电子技术发展的应用型人才，模拟电子技术课程的教学方法势必进行多样化的改革，其目的就是为了使学生能更好地掌握模拟电子技术的基本概念、基本电路的工作原理和分析方法，通过实验教学和软件仿真，提高学生的电路分析设计能力、实际工程应用能力。
我校模拟电子技术课程的教学方法改革的实践表明，引导启发、悬念设疑、任务驱动、多媒体演示、虚拟实验仿真等多元化教学方法在模拟电子技术课程教学中的组合运用，能有效促进学生对系统理论知识的理解，提高学生的学习兴趣，开阔学生的视野，达到良好的教学效果。
基金项目：广西高等教育本科教学改革工程项目（2015J GB381），广西高等教育本科教学改革工程项目（2014JGA227），梧州学院教育教学改革工程立项项目（Wyjg2010B003）
注释
① 陈景惠.电子技术基础课程在专业教学培养中的地位与作用分析[J].黑龙江科技信息，2010（14）.
② 高晓丹，魏婉华.关于模拟电子技术课程教学的几点思考[J].读写算（教育教学研究），2012（40）.
第8篇：三极管工作原理范文
11310μm电力线缆
1310μm电力线缆依靠四进制绝对移相键控原理，其简称为4PSK，对多相制信号的产生有两种调制方法：直接调相法和相位选择法。该技术可对四进制调相载波表示出4种不同的相位来表征所传输的数字信号，由于每种载波相位表示传输信息中的两个比特流，因此每4个码元比特流又称为双向传输比特流。相位选择法选定的标准范围是在一个码元有效周期T内，4PSK作为4种不同相位传输信号中的一种，因此可以用4PSK键控方法来表示，信号调制流程见图2。对所输入的数字信息经过二进制转换为双比特码元，根据双比特码元所标记的载波类型来选定不同载波的相位，且根据双比特码元不同的变换形式，输出相位的位移方向也有所变动。例如，在双比特码元二进制所带码字ab为11时，输出相位载波的图形在坐标轴呈现0°；在双比特码元二进制所带码字ab为10时，输出相位载波的图形在坐标轴呈现90°；在双比特码元二进制所带码字ab为01时，输出相位载波的图形在坐标轴呈现180°；在双比特码元二进制所带码字ab为00时，输出相位载波的图形在坐标轴呈现270°。
2电力线载波通信的应用
2.1油井通信系统的稳定性电力线缆主要适用于大规模集成电路组成的油井通信系统，电容耦合和电感耦合主要是对电路起保护作用。油井作为一种大功率用电设备，其电路元件很容易被击穿，而电力线载波通信技术可有效防止击穿现象。电力线载波通信技术中广泛应用了电感线圈，即油井配电系统设置不同的两端线圈匝数，可对通过的电流大小进行调整，确保电路的安全性，对电力线也有一定的保护作用。在油井配电终端输出的电流首先要进行滤波，而滤波要根据波形的频率、相位以及周期进行筛选。由于电容器件具有阻抗性，因此要在通信终端上设定好参数标准，依据所要查找的范围进行滤波。要注意的是，滤过的波形要进行绝对移相键控，在三极管工作原理的范围内对传送的数字信号进行放大，以减小噪音对数字信号的影响。
2.2在油井传输线路中的应用受到技术局限性影响，在过去油井电力供给工作中，电力线只负责提供油井传输系统中电流部分的供给工作，并且使用铜包线缆。这种材料的传输电流能力好，传输到油井用电设备的有效电流能达到94%以上，其在线路上的损耗也只有5%左右。随着技术不断更新，电力线不断扩宽服务范围，逐步应用到传输线路中，增大信道传输的容量。信道容量指的是在有限的传输界定内，能够传达有效的信息量，表达式为：C=max•R。其中R为信源传输有效速率，max为所有输入信息源分布概率的最大值。
第9篇：三极管工作原理范文
关键词：电子设计竞赛；创新意识；实践能力；团队精神
为了全面提高高等教育质量，大力提升人才培养水平，国家教委于2007年初正式启动实施了“高等学校本科教学质量与教学改革工程”，提出了“实践教学与人才培养模式改革创新”等六个方面的建设内容[1]。国家教委1993年提议在高等学校的相关专业中组织开展大学生电子设计竞赛，丰富大学生的课外生活，提高大学生的创新能力，培养大学生的协作精神和理论联系实际的能力。实践证明，这种普及性的课外设计竞赛，推动了我国高等学校大电类专业课程体系和课程内容的改革，已成为我国高等教育改革和发展的辅助手段。通过电子设计竞赛培养大学生针对实际问题进行工程设计与制作的能力，营造鼓励独立思考、自由探索、勇于创新的良好环境，使学生创新智慧竞相迸发。
一、竞赛促进教学改革的推进
《电子技术基础》和《单片机原理与应用》是本科电类、近电类专业的必修课程。为了提高学生学习兴趣，激发学生创新意识，将电子设计大赛与课堂教学结合起来，将大赛作品融入到课堂教学中，活跃了课堂氛围，提高了学生的学习兴趣，巩固了学生对理论知识的理解和掌握。
1.电子竞赛促进了理论教学改革的推进。由于电子信息技术的迅猛发展，使得电子类专业课程内容更新快，而教材建设往往落后于科学技术的发展，只有把最新的技术和成果充实到教学中，才能使学生掌握本领域内的最新发展动态。在课程教学与实验实践中不断将先进的技术、器件及时引入，如我们将传统的分立元件教学内容作为学生自学章节，重点放在集成电路的应用、电子设计自动化（EDA）等方面的教学内容，这些内容接近工程实际，有利于学生动手能力的培养，并将Protel、Matlab、MAX-plus等软件开发工具穿插于各门相关课程或实践环节的教学中。在理论授课时通过实用设计性电子电路的例子，加深学生对理论知识的理解和掌握。模拟电子技术基础是一门理论性和实践性都很强的课程，在课程讲解时若及时给出与课程内容紧密结合的实例，不但有助于学生深入掌握理论内容，更有助于理论联系实际，培养学生分析问题、解决问题的能力，比如讲光敏器件的工作原理时，插入光控开关的实例，讲三极管工作原理时插入三极管在压力测量、遥控开关中的应用电路，讲功率放大器的工作原理时插入扩音器的实例等等。分析历届电子设计竞赛试题，每届一般是6~8道设计题，其知识面涵盖了电子技术（模拟电子技术和数字电子技术）、单片微型计算机、无线电技术、EDA、电力电子技术、FPGA等专业知识，而且设计指标逐年提高，难度逐年加大，新技术、新器件不断增多。我们针对不同的课程选取往年的竞赛内容作为教学案例，加深了对理论、概念的理解，增强了记忆，教学效果得到显著提高。学生通过对“数字电子钟”的设计，掌握了单片机的最小系统构成，放大电路的调试，单片机软件的编程等，达到全面提高学生理论知识和工程素养的目的。
2.电子竞赛促进了实践教学改革的推进[2]。理论教学和实验教学是高等教育两个不可缺少的组成部分，实验教学不但能加深对理论教学的理解，而且对学生的动手能力、创新意识和能力的培养至关重要。但目前的实验教学存在着诸多弊端，从实验内容上看，验证性实验过多，综合性、设计性实验偏少，先进的实验项目更少，从实际操作上看，学生多、设备少，学生动手的时间不足，这样的实验教学模式严重削弱了学生学习的主动性，阻碍了学生创新能力和实践动手能力的提高。大学生电子设计竞赛的举行为电子技术实验教学改革和实验内容的更新提供了千载难逢的良机。针对实验教学存在的弊端，我们对实验教学内容进行改革，将实验内容由易到难分为三个层次：①基础验证性实验。这部分实验用来验证课堂上所讲授的基本理论和方法，其目的是让学生理解基本电子器件的工作原理，其内容包括实验目的、实验电路、所用仪器设备、实验内容及步骤、思考题等。学生按照一定的流程完成验证实验之后，基本上具备调试和测量简单电路的能力。②提高性实验。这部分实验是已知实验电路和实验内容及要求，让学生独立完成实验步骤及测试方法的拟定，实验设备的选择等。这部分实验以简单的应用性、集成电路为主，使学生学会电子电路的测试方法。③综合设计性实验。这部分实验是提出实验题目、实验内容及要求，让学生独立完成电子电路设计、元器件选择、电路的安装和调试、拟定实验步骤和测试方法等，课题组将历届电子竞赛内容作为综合设计性实验，取得了可喜的成绩，以电子竞赛的内容为基本素材，设置了综合型、设计型、创新型实验。学生完成综合设计型实验后，基本上具有综合应用知识的能力以及解决实际问题的能力。
二、电子竞赛提高了毕业设计的水平[3]
毕业设计是高等院校培养学生创新精神和实际动手能力的一个重要教学环节，是学生综合运用所学知识进行科学研究和工程设计的初步训练。由于学生数量多、指导教师少、毕业实习场地少，毕业设计（论文）的题目陈旧，学生能动性的发挥和独立思考创新的空间受到限制。为此，将历届电子设计竞赛中的创新设计的内容进行延伸，适当增加内容提高难度，使学生对自己构思的作品进一步深化，独立完成作品。在这一过程中，要求学生利用专业知识对原有方案进行分析论证，设计出改进方案。整个过程是以学生为主题，指导教师起到画龙点睛的作用。经过最近几年的尝试，收到了明显的效果：①提高了学生毕业实习的兴趣。结合竞赛内容安排毕业实习，克服了指导教师指定题目，学生被动接受，发挥空间狭小的弊端；②毕业设计时间有了保证。学生在大三期间结束比赛后，即可提前进行毕业设计，将比赛内容进行延伸，充足的时间是高质量论文的必要条件；③学生得到了综合锻炼。学生在以往竞赛的基础上，将自己的作品继续完善，不仅巩固了理论知识，而且还利用了目前相关领域中先进的研究成果。
三、在科技竞赛中培养学生的创新意识和实践能力
通过参加各类竞赛及科技制作，对学生在综合应用知识、发挥个人潜能、提高分析问题和解决问题的能力等方面都起到了很好的促进作用，而且培养了学生的创新精神、实践能力和协作精神。课题组以此为目标，尝试以竞赛为实践载体培养学生创新能力的实践方法，取得了良好的效果。①营造了创新的氛围。坚持从新生入校起就接受科技创新良好氛围的熏陶，通过大学生课外科技作品展示和经验交流来激发学生的热情；通过介绍学院雄厚的师资力量和科研成果来激发学生的自信；通过“高科技与现代电子”系列科技讲座来激发学生的创新精神和科研动力，为学生创造了良好的创新氛围。②搭建了创新平台。依托学校学科和师资队伍优势为科技竞赛的实施提供支持。其次，依托学校广阔的科研平台为学生科技创新提供支持。再次，依托组织优势为学生科技创新提供支持。学校成立了大学生电子综合创新活动室、课外科技活动室等，保证了学生科技创新活动健康、有效地开展。③将学生的创新活动与申请专利相结合，积极引导学生申请专利。目前，部分学生在课外科技活动中成绩突出，将作品转化为专利，部分专利已经转化为生产力。学生在这一过程中，体会到了科技带来的乐趣。
大学生综合能力的提高和创新能力的培养是一个长期的过程，科技竞赛的实施是这种能力培养与提高的有效途径。实践证明，将课程、竞赛、实验、课程设计、毕业设计、专利申请等有机融合有利于创新人才的脱颖而出，此外，配合电子设计课程的教学与电子竞赛的开展，创建了山东农业大学电子设计竞赛网站，创办了大学生“机电之光”大学生课外科技活动协会，形成了一定的辐射效果。
参考文献：
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[3]刘力红，张东速.以设计竞赛为载体，促进学生综合素质提高[J].安徽理工大学学报（社会科学版），2010，（6）.
