第三章 半导体三极管及其应用

第三章 半导体三极管及其应用

§3.1 双极型三极管

3.1.1 半导体三极管的结构

双极型半导体三极管的结构示意图如图所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。

双极型三极管的符号在图的下方给出，发射极的箭头代表发射极电流的实际方向。从外表上看两个N区, (或两个P区)是对称的，实际上发射区的掺杂浓度大，集电区掺杂浓度低，且集电结面积大。基区要制造得很薄，其厚度一般在几个微米至几十个微米。

3.1.2 三极管内部的电流分配与控制　

双极型半导体三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压。若在放大工作状态：发射结加正向电压，集电结加反向电压，如图所示。

在发射结正偏，集电结反偏条件下，三极管中载流子的运动：

(1)在V BB作用下，发射区向基区注入电子形成I EN，基区空穴向发射区扩散形成IEP。

(2) 电子在基区复合和扩散，由发射区注入基区的电子继续向集电结扩散，扩散过程中少部分电子与基区空穴复合形成电流IBN。由于基区薄且浓度低，所以I BN较小。

(3) 集电结收集电子，由于集电结反偏，所以基区中扩散到集电结边缘的电子在电场作用下漂移过集电结，到达集电区，形成电流I CN。

(4) 集电极的反向电流，集电结收集到的电子包括两部分：发射区扩散到基区的电子——I CN，基区的少数载流子——I CBO

I E=I EN+I EP 且有 I EN>>I EP

I EN=I CN+I BN 且有 I EN>> I BN ，I CN>>I BN

I C=I CN+I CBO I B=I EP+I BN－I CBO I E=I C+I B

3.1.3 三极管各电极的电流关系

(1)三种组态

双极型三极管有三个电极，其中两个可以作为输入, 两个可以作为输出，这样必然有一个电极是公共电极。三种接法也称三种组态，见下图

共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；

共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示；

共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。

(2)三极管的电流放大系数

对于集电极电流IC和发射极电流IE之间的关系可以用系数来说明，定义:

称为共基极直流电流放大系数。它表示最后达到集电极的电子电流ICN与总发射极电流IE的比

值。ICN与IE相比，因ICN中没有IEP和IBN，所以 的值小于1, 但接近1，一般为0.98~0.999 。由此可得:

在忽略ICBO情况下， IC 、 IE 和IB之间的关系可近似表示为：

3.1.4 三极管的共射极特性曲线

信号表示

信号表示（对I C 、V BE 、V CE 等意义相同）：I B 表示直流量／I b 表示交流有效值／I b 表示复数量／i B 表示交直流混合量／i b 表示交流变化量

　1. 输入特性曲线

(1) V CE=0时：b、e间加正向电压， J C和J E都正偏，J C没有吸引电子的能力。所以其特性相当于两个二极管并联PN结的特性。V CE=0V：两个PN结并联

(2) V CE>1V时，b、e间加正向电压，这时J E正偏，J C反偏。发射区注入到基区的载流子绝大部分被J C收集，只有小部分与基区多子形成电流I B。所以在相同的V BE下，I B要比V CE=0V时小。V CE>1V：

i B比V CE=0V时小

(3) V CE介于0~1V之间时，J C反偏不够，吸引电子的能力不够强。随着V CE的增加，吸引电子的能力逐渐增强，i B逐渐减小，曲线向右移动。0

2. 输出特性曲线

3) 饱和区：对应于V CE

3. 温度对三极管特性的影响

温度升高使：（1）输入特性曲线左移

（2）I CBO增大，输出特性曲线上移

（3）β增大

3.1.5 半导体三极管的参数

半导体三极管的参数分为三大类: 直流参数，交流参数，极限参数　

3.1.6 三极管的型号

3.1.7 三极管应用

三极管工作情况总结

例3.1.1：判断三极管的工作状态

例3.1.2：判断三极管的工作状态

§3.2 基本共射极放大电路电路分析

3.2.1 基本共射放大电路

1. 放大电路概念：基本放大电路一般是指由一个三极管与相应元件组成的三种基本组态放大电路。

a.放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。

b.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。

2. 电路组成:

(1)三极管T;

(2)V CC：为J C提供反偏电压，一般几~ 几十伏;

(3)R C：将I C的变化转换为V o的变化，一般几K~几十K。V CE=V CC-I C R C R C ，V CC 同属集电极回路。

(4)V BB：为发射结提供正偏。

(6)C b1，C b2：耦合电容或隔直电容，其作用是通交流隔直流。

(7)V i：输入信号

(8)Vo：输出信号

(9)公共地或共同端，电路中每一点的电位实际上都是该点与公共端之间的电位差。图中各电压的极性是参考极性，电流的参考方向如图所示。

3. 共射电路放大原理

4. 放大电路的主要技术指标

放大倍数／输入电阻R i／输出电阻Ro／通频带（1）放大倍数

(2) 输入电阻 R i

(3) 输出电阻Ro

(4) 通频带

问题1：放大电路的输出电阻小，对放大电路输出电压的稳定性是否有利？

问题2：有一个放大电路的输入信号的频率成分为100 Hz~10 kHz，那么放大电路的通频带应如何选择？如果放大电路的通频带比输入信号的频带窄，那么输出信号将发生什么变化？

3.2.2 放大电路的图解分析法

　1. 直流通路与交流通路

　静态：只考虑直流信号，即V i=0，各点电位不变（直流工作状态）。

　动态：只考虑交流信号，即V i不为0，各点电位变化（交流工作状态）。

　直流通路：电路中无变化量，电容相当于开路，电感相当于短路。

　交流通路：电路中电容短路，电感开路，直流电源对公共端短路。

放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通道和交流通道。

直流通路

交流通路

2. 静态分析

例3.2.1：电路及参数如图，求Q点值

例3.2.2：电路及参数如图，求Q点值

(2) 静态工作点的图解分析

讨论：电路参数变化对Q点的影响

3. 动态分析

截止失真：由于放大电路的工作点达到了三极管的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管，输出电压表现为顶部失真。

饱和失真：由于放大电路的工作点达到了三极管的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管，输出

电压表现为底部失真。注意：对于PNP管，由于是负电源供电，失真的表现形式，与NPN管正好相反。

交流负载线

最大不失真输出：放大电路要想获得大的不失真输出幅度，需要

输出功率和功率三角形

3.2.3 放大电路的小信号模型分析法

图解法的适用范围：信号频率低、幅度 较大的情况。

如果电路中输入信号很小，可把三极管特性曲线在小范围内用直线代替，从而把放大电路当作线性电路处理——微变等效电路。

1.三极管可以用一个模型来代替。

2.对于低频模型可以不考虑结电容的影响。

3.小信号意味着三极管在线性条件下工作，微变也具有线性同样的含义。

1.h参数等效电路

三极管的电流放大作用教案

三极管的电流放大作用 教学目标： 知识目标——掌握三极管电流的分配，知道三极管电流放大系数β 能力目标——让学生学会万用表测量电流的方法和注意事项，培养学生理论联系实践的能力。 情感目标——通对学生“做中学做中教”课堂学习，培养学生的专业兴趣 教学重点：三极管的电流分配，基极电流对集电极电流的控制作用。 教学方法：实验教学法、演示教学法、归纳总结教学法。 教学过程： 一．引入 通过听音乐——功率放大器——核心原件“三极管”——引出三极管作用“电流放大作用” 二、引用FLASH动画模拟演示，得出IE=IB+IC，和IB的变化引起IC的电话的过程。 三、教学和实验过程 让学生通过测量已经做好的，PCB板上的电路中的电流。 测试过程分两次每次都按以下步骤进行： 1．先根据学生对万用表的使用情况，讲解万用表的使用，以及测量方法和注意事项。 2．测试过程中关注每一个学生的测试情况，提出不足改正错误肯定成绩、提高时间动手能力。 3．实验数据分析 （1）实验数据汇总：首先对比学生的实验数据，确定正确的实验数据，对错误的数据进行为什么 （2）对实验实验数据进行分析得出结论

具体在学生测试电路中考虑到仪表精度问题分两种形式测量电流： 1、用万用表电流档测量三极管电流 电流第一次第二次第三次第四次 I B(mA) 0 0.02 0.03 0.04 I C(mA) I E(mA) 得出结果：（1）I E=I B+I C （2）又因为基极电流I B很小，所以集电极电流I C与发射极电流IE 近似相等。即I C≈I E。 2、用万用表电压挡测试电压转换成电流测量I B和IC，然后在对数据进行计 算得出，共发射极直流电流放大倍数和交流放大倍数。

半导体三极管的工作原理(精)

半导体三极管的工作原理 半导体三极管的工作原理 PNP 型半导体三极管和NPN 型半导体三极管的基本工作原理完全一样，下面以NPN 型半导体三极管为例来说明其内部的电流传输过程，进而介绍它的工作原理。半导体三极管常用的连接电路如图15-3 (a) 所示。半导体三极管内部的电流传输过程如图15-3 (b) 所示。半导体三极管中的电流传 输可分为三个阶段。 1 发射区向基区发射电子 电源接通后，发射结为正向连接。在正向电场作用下，发射区的多数载流子(电子)的扩散运动加强。因此，发射区的电子很容易在外电场的作用下越过发射结进入基区，形成电子流IEN(注意电流的方向与电子运动的方向相反)。当然，基区的多数载流子(空穴)也会在外电场的作用下流向发射 区，形成空穴电流IEP。但由于基区的杂质浓度很低，与从发射区来的电子流相比， IEP可以忽略不计，所以发射极电流为: 2. 电子在基区中的扩散与复合 从发射区扩散到基区的电子到达基区后，由于基区靠发射区的一侧电子浓度较大，靠集电区一侧电子浓度较小.所以电子继续向集电区扩散。在扩散过程中，电子有可能与基区的空六相遇而复合，基极电源、EB不断提供空穴，这就形成了

基极电流IBN 。由于基区很薄，而空穴浓度低，电子与空穴复合的机会很少，大部分电子继续向集电区扩散。此外，半导体三极管工作时，集电结为反向连接，在反向电场作用下，基区与集电区之间少数载流子的漂移运动加强c 因基区载流子很少.电子更少，故漂移运动主要是集电区的空穴流向基区。漂移运动形成的电流ICBO的数值很小，而且与 外加电场的大小关系不大，它被称为集电极反向饱和电流因此，基极电流为 3. 集电极电流的形成 由于集电结加的是反向电场，经过基区继续向集电区方向扩散的电子是逆电场方向的，所以受到拉力，加速流向集电区.形成电子流ICN 。如果考 虑集电极饱和电流ICBO的影响，集电极电流应为: 从半导体三极管外电路看，流入管子的电流必须等于流出的电流，所以 从半导体三极管电流传输过程中可以看出，集电极电流IC很大，而基极电流IB 很小。另外，由于三极管本身的结构已定，所以IC和IB在相当大 的一个范围内总存在一个固定的比例关系，即 其中β表示IC与IB的关系.称为共发射极的直流放大系数，β大于1 ，一般为20 -200 。 由于IC和IB存在一定的比例关系，而且IE=lC+IB，所以半导体三极管起着一种电流分配器的作用，即把发射极电流IE 按一定的分配关系分成I C和IB。IC远大于IB 。因存在这种分配关系，所以只要使IB略有增加， IC就会增加很多，这就起到了放大作用。

三极管的工作原理

三极管的工作原理集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#

项目一三极管的工作原理 三极管，全称应为半导体三极管，也称晶体管、晶体三极管，是一种电流控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号，也用作无触点开关。晶体三极管，是半导体基本元器·件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。分成NPN 和PNP两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。下图是各种常用三极管的实物图和符号。 一、三极管的电流放大作用 下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示，我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib；把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流 Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制（假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话），并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数（β一般远大于1，例如几十，几百）。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。 二、三极管的偏置电路 三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性（相当于一个二极管），基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生（对于硅管，常取）。当基极与发射极之间的电压小于时，基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变（因为小于时，基极电流都是0）。如果我们事先在三极管的基 极上加上一个 合适的电流 （叫做偏置电 流，上图中那 个电阻Rb就 是用来提供这 个电流的，所 以它被叫做基 极偏置电 阻），那么当 一个小信号跟 这个偏置电流 叠加在一起 时，小信号就

详解经典三极管基本放大电路

详解经典三极管基本放大电路 三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。分成NPN和PNP 两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。 图1：三极管基本放大电路 下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示，我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话)，并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1，例如几十，几百)。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R*I 可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。 三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管)，基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管，常取0.7V)。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时，基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时，基极电流都是0)。如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流，上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的，所以它被叫做基极偏置电阻)，那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小信号就会导致基极电流的变化，而基极电流的变化，就会被放大并在集电极上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求，如果没有加偏置，那么只有对那些增加的信号放大，而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0，不能再减小了)。而加上偏置，事先让集电极有一定的电流，当输入的基极电流变小时，集电极电流就可以减小;当输入的基极电流增大时，集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。 下面说说三极管的饱和情况。像上面那样的图，因为受到电阻Rc的限制(Rc是固定值，那么最大电流为U/Rc，其中U为电源电压)，集电极电流是不能无限增加下去的。当基极电流的增大，不能使集电极电流继续增大时，三极管就进入了饱和状态。一般判断三极管是否饱和的准则是：Ib*β〉Ic。进入饱和状态之后，三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小，可以理解为一个开关闭合了。这样我们就可以拿三极管来当作开关使用：当基极电流为0时，三极管集电极电流为0(这叫做三极管截止)，相当于开关断开;当基极电流很大，以至于三极管饱和时，相当于开关闭合。如果三极管主要工作在截止和饱和状态，那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。 如果我们在上面这个图中，将电阻Rc换成一个灯泡，那么当基极电流为0时，集电极电流为0，灯泡灭。如果基极电流比较大时(大于流过灯泡的电流除以三极管的放大倍数β)，三极管就饱和，相当于开关闭合，灯泡就亮了。由于控制电流只需要比灯泡电流的β分之一大一点就行了，所以就可以用一个小电流来控制一个大电流的通断。如果基极电流从0慢慢增加，那么灯泡的亮度也会随着增加(在三极管未饱和之前)。

三极管内部载流子的运动规律、电流分配关系和放大作用

三极管内部载流子的运动规律、电流分配关系和放大作用 一、三极管的三种连接方式 三极管在电路中的连接方式有三种：①共基极接法；②共发射极接法，③共集电极接法。如图Z0115所示。共什么极是指电路的输入端及输出端以这个极作为公共端。必须注意，无论那种接法，为了使三极管具有正常的电流放大作用，都必须外加大小和极性适当的电压。即必须给发射结加正向偏置电压，发射区才能起到向基区注入载流子的作用；必须给集电结加反向偏置电压（一般几～几十伏），在集电结才能形成较强的电场，才能把发射区注入基区，并扩散到集电结边缘的载流子拉入集电区，使集电区起到收集载流子的作用。 二、三极管内部载流子的运动规律 在发射结正偏、集电结反偏的条件下，三极管内部载流子的运动，可分为3个过程，下面以NPN型三极管为例来讨论（共射极接法）。 1．发射区向基区注入载流子的过程 由于发射结外加正向电压，发射区的电子载流子源源不断地注入基区，基区的多数载流子空穴，也要注入发射区。如图Z0116所示，二者共同形成发射极电流IE。但是，由于基区掺杂浓度比发射区小2～3个数量级，注入发射区的空穴流与注入基区的电子流相比，可略去。

2. 载流子在基区中扩散与复合的过程 由发射区注入基区的电子载流子，其浓度从发射结边缘到集电结边缘是逐渐递减的，即形成了一定的浓度梯度，因而，电子便不断地向集电结方向扩散。由于基区宽度制作得很小，且掺杂浓度也很低，从而大大地减小了复合的机会，使注入基区的95％以上的电子载流子都能到达集电结。故基区中是以扩散电流为主的，且扩散与复合的比例决定了三极管的电流放大能力。 3．集电区收集载流子的过程 集电结外加较大的反向电压，使结内电场很强，基区中扩散到集电结边缘的电子，受强电场的作用，迅速漂移越过集电结而进入集电区，形成集电极电流Inc。另一方面，集电结两边的少数载流子，也要经过集电结漂移，在c，b之间形成所谓反向饱和电流I CBO，不过，I CBO一般很小，因而集电极电流 I N C +I CBO≈ I N C GS0105 同时基极电流 I B =I PB+I E-I CBO≈I PB- I CBO GS0106 反向饱和电流I CBO与发射区无关，对放大作用无贡献，但它是温度的函数，是管子工作不稳定的主要因素。制造时，总是尽量设法减小它。 三、三极管的电流分配关系与放大作用 1．电流分配关系 由图Z0116可知，三极管三个电极上的电流组成如下： 发射极电流I E I E＝I NE＋I PE≈I NE GS0107 基极电流I B I B= I PB + I PE - I CBO≈I PB - I CBO 集电极电流I C I C=I N C +I CBO≈ I N C 同时由图Z0116也可看出 I NE＝I N C＋I PB GS0108 由以上诸式可得到 I E＝I C＋I B GS0109 它表明，发射极电流I E按一定比例分配为集电极电流I c和基极电流I B 两个部分，因而 晶体三极管实质上是一个电流分配器件。对于不同的晶体管，尽管I C与I B的比例是不同的， 但上式总是成立的，所以它是三极管各极电流之间的基本关系式。 由图Z0116也可以看出，I N C代表由发射区注入基区进而扩散到集电区的电子流，I PB代表 从发射区注入基区被复合后形成的电流。对于一个特定的三极管，这二者的比例关系是确定 的，通常将这个比值称为共发射极直流电流放大系数。用表示， 即

三极管工作原理分析精辟透彻看后你就懂

三极管工作原理分析，精辟、透彻，看后你就懂 随着科学技的发展，电子技术的应用几乎渗透到了人们生产生活的方方面面。晶体三极管作为电子技术中一个最为基本的常用器件，其原理对于学习电子技术的人自然应该是一个重点。三极管原理的关键是要说明以下三点: 1、集电结为何会发生反偏导通并产生Ic，这看起来与二极管原理强调的PN结单向导电性相矛盾。 2、放大状态下集电极电流Ic为什么会只受控于电流Ib而与电压无关；即：Ic与Ib之间为什么存在着一个固定的放大倍数关系。虽然基区较薄，但只要Ib为零，则Ic即为零。 3、饱和状态下，Vc电位很弱的情况下，仍然会有反向大电流Ic 的产生。 很多教科书对于这部分内容，在讲解方法上处理得并不适当。特别是针对初、中级学者的普及性教科书，大多采用了回避的方法，只给出结论却不讲原因。即使专业性很强的教科书，采用的讲解方法大多也存在有很值得商榷的问题。这些问题集中表现在讲解方法的切入角度不恰当，使讲解内容前后矛盾，甚至造成讲还不如不讲的效果，使初学者看后容易产生一头雾水的感觉。笔者根据多年的总结思考与教学实践，对于这部分内容摸索出了一个适合于自己教学的新讲解方法，并通过具体的教学实践收到了一定效果。虽然新的讲解方法肯定会有所欠缺，但本人还

是怀着与同行共同探讨的愿望不揣冒昧把它写出来，以期能通过同行朋友的批评指正来加以完善。 一、传统讲法及问题： 传统讲法一般分三步，以NPN型为例（以下所有讨论皆以NPN型硅管为例），如示意图A。1.发射区向基区注入电子；2.电子在基区的扩散与复合；3.集电区收集由基区扩散过来的电子。”（注1） 问题1：这种讲解方法在第3步中，讲解集电极电流Ic的形成原因时，不是着重地从载流子的性质方面说明集电结的反偏导通，从而产生了Ic，而是不恰当地侧重强调了Vc的高电位作用，同时又强调基区的薄。这种强调很容易使人产生误解。以为只要Vc足够大基区足够薄，集电结就可以反向导通，PN结的单向导电性就会失效。其实这正好与三极管的电流放大原理相矛盾。三极管的电流放大原理恰恰要求在放大状态下Ic与Vc在数量上必须无关，Ic只能受控于Ib。

通俗易懂的三极管工作原理

通俗易懂的三极管工作原理 1、晶体三极管简介。晶体三极管是p 型和n 型半导体的有机结合，两个pn 结之间的相 互影响，使pn 结的功能发生了质的飞跃，具有电流放大作用。晶体三极管按结构粗分有npn 型和pnp 型两种类型。如图2-17所示。（用Q 、VT 、PQ 表示） 三极管之所以具有电流放大作用，首先，制造工艺上的两个特点：(1)基区的宽度做的非常薄；(2)发射区掺杂浓度高，即发射区与集电区相比具有杂质浓度高出数百倍。 2、晶体三极管的工作原理。 其次，三极管工作必 要条件是(a)在B 极和 E 极之间施加正向电 压(此电压的大小不能 超过1V)；（b ）在C 极 和E 极之间施加反向 电压（此电压应比eb 间电压较高）；（c ）若 要取得输出必须施加 负载。 图2-17 三极管的构造示意图 最后，当三极管满足必要的工作条件后，其工作原理如下： (1) 基极有电流流动时。由于B 极和E 极之间有正向电压，所以电子从发射极向基极移动，又因为C 极和E 极间施加了反向电压，因此，从发射极向基极移动的电子，在高电压的作用下，通过基极进入集电极。于是，在基极所加的正电压的作用下，发射极的大量电子被输送到集电极，产生很大的集电极电流。 （2）基极无电流流动时。在B 极和E 极之间不能施加电压的状态时，由于C 极和E 极 间施加了反向电压，所以集电极的 电子受电源正电压吸引而在C 极和E 极之间产生空间电荷区，阻碍了从发射极向集电极的电子流动，因而就没有集电极电流产生。 综上所述，在晶体三极管中 很小的基极电流可以导致很大的 集电极电流，这就是三极管的电 流放大作用。此外，三极管还能通过基极电流来控制集电极电流的导通和截止，这就是三极管的开关作 图2-18 晶体三极管特性曲线 用（开关特性）。参见晶体三极管特性曲线2-18图所示： 3、晶体三极管共发射极放大原理如下图所示： A 、vt 是一个npn 型三极管，起放大作用。

半导体三极管知识介绍

半导体三极管知识介绍 5.1 半导体三极管英文缩写：Q/T 5.2 半导体三极管在电路中常用“Q”加数字表示，如：Q17表示编号为17的三极管。 5.3半导体三极管特点：半导体三极管（简称晶体管）是内部含有2个PN结，并且具有 放大能力的特殊器件。它分NPN型和PNP型两种类型，这两种类型的三极管从工作特性上可 互相弥补，所谓OTL电路中的对管就是由PNP型和NPN型配对使用。 NPN型，锗管多为PNP型。 `E() C(集电极) B(基极) NPN型三极管 PNP型三极管 5.4 半导体三极管放大的条件:要实现放大作用，必须给三极管加合适的电压，即管 子发射结必须具备正向偏压，而集电极必须反向偏压,这也是三极管的放大必须具备的外 部条件。 5.5 半导体三极管的主要参数 a; 电流放大系数：对于三极管的电流分配规律Ie=Ib+Ic,由于基极电流Ib的变化， 使集电极电流Ic发生更大的变化，即基极电流Ib的微小变化控制了集电极电流较大，这就 是三极管的电流放大原理。即β=ΔIc/ΔIb。 b;极间反向电流，集电极与基极的反向饱和电流。 c;极限参数：反向击穿电压，集电极最大允许电流、集电极最大允许功率损耗。 5.6半导体三极管具有三种工作状态，放大、饱和、截止，在模拟电路中一般使用放大 作用。饱和和截止状态一般合用在数字电路中。 a;半导体三极管的三种基本的放大电路。

共射极放大电路共集电极放大电路 b;三极管三种放大电路的区别及判断可以从放大电路中通过交流信号的传输路径来判断，

没有交流信号通过的极，就叫此极为公共极。 注：交流信号从基极输入，集电极输出，那发射极就叫公共极。 交流信号从基极输入，发射极输出，那集电极就叫公共极。 交流信号从发射极输入，集电极输出，那基极就叫公共极。 5.7 用万用表判断半导体三极管的极性和类型(用指针式万用表). a;先选量程：R﹡100或R﹡1K档位. b;判别半导体三极管基极： 用万用表黑表笔固定三极管的某一个电极，红表笔分别接半导体三极管另外两各电极，观察指针偏转，若两次的测量阻值都大或是都小，则改脚所接就是基极（两次阻值都小的为NPN型管，两次阻值都大的为PNP型管），若两次测量阻值一大一小，则用黑笔重新固定半导体三极管一个引脚极继续测量，直到找到基极。 c;.判别半导体三极管的c极和e极： 确定基极后，对于NPN管，用万用表两表笔接三极管另外两极，交替测量两次，若两次测量的结果不相等，则其中测得阻值较小得一次黑笔接的是e极，红笔接得是c极（若是PNP型管则黑红表笔所接得电极相反）。 d; 判别半导体三极管的类型. 如果已知某个半导体三极管的基极,可以用红表笔接基极,黑表笔分别测量其另外两个电极引脚,如果测得的电阻值很大,则该三极管是NPN型半导体三极管,如果测量的电阻值都很小,则该三极管是PNP型半导体三极管. 5.8 现在常见的三极管大部分是塑封的，如何准确判断三极管的三只引脚哪个是b、c、e？三极管的b极很容易测出来，但怎么断定哪个是c哪个是e？ a; 这里推荐三种方法：第一种方法：对于有测三极管hFE插孔的指针表，先测出b极后，将三极管随意插到插孔中去（当然b极是可以插准确的），测一下hFE值，b;然后再将管子倒过来再测一遍，测得hFE值比较大的一次，各管脚插入的位置是正确的。第二种方法：对无hFE测量插孔的表，或管子太大不方便插入插孔的,可以用这种方法：对NPN管，先测出b极（管子是NPN还是PNP以及其b脚都很容易测出，是吧？），将表置于R×1kΩ档，将红表笔接假设的e极（注意拿红表笔的手不要碰到表笔尖或管脚），黑表笔接假设的c极，同时用手指捏住表笔尖及这个管脚，将管子拿起来，用你的舌尖舔一下b 极，看表头指针应有一定的偏转，如果你各表笔接得正确，指针偏转会大些，如果接得不对，指针偏转会小些，差别是很明显的。由此就可判定管子的c、e极。对PNP管，要将黑表笔接假设的e极（手不要碰到笔尖或管脚），红表笔接假设的c极，同时用手指捏住表笔尖及这个管脚，然后用舌尖舔一下b极，如果各表笔接得正确，表头指针会偏转得比较大。当然测量时表笔要交换一下测两次，比较读数后才能最后判定。这个方法适用于所有外形的三极

1三极管的电流放大作用

1．三极管放大条件 三极管的电流放大作用与三极管内部PN结的特殊结构有关。如图1- 27和图1- 28所示，三极管犹如两个反向串联的PN结，如果孤立地看待这两个反向串联的PN结，或将两个普通二极管串联起来组成三极管，是不可能具有电流的放大作用的。三极管若想具有电流放大用，则在制作过程中一定要满足以下内部条件： ①为了便于发射结发射电子，ICS8248DF-39发射区半导体的掺杂浓度远高于基区半导体的掺杂浓度，且发射结的面积较小。 ②发射区和集电区虽为同一性质的掺杂半导体，但发射区的掺杂浓度要高于集电区的掺杂浓度，且集电结的面积要比发射结的面积大，便于收集电子。 ③联系发射结和集电结两个PN结的基区非常薄，且掺杂浓度也很低。 上述的结构特点是三极管具有电流放大作用的内因，要使三极管具有电流的放大作用，除了三极管的内因外'还要有部条件，要实现电流放大，必须做到：①三极管的发射结为正向偏置；②集电结为反

向偏置。这是三极管具有电流放大作用的外部条件。下面以NPN型三极管为例，分析其内部载流子的运动规律——即电流分配和放大的规律。 2．三极管内部载流子的运动情况及电流放大作用 图1- 29中的U BB是基极电源，使三极管的发射结处在正向偏置的状态，Ucc是集电极电源，作用是使三极管的集电结处在反向偏置的状态，Rb是基极电阻，Rc是集电极电阻。三极管内部载流子运动情况的示意图如图1- 29所示。图中，载流子的运动规律可分为以下的几个过程。 (1)发射区向基区发射电子 发射结处在正向偏置，使发射区的多数载流子（自由电子）不断地通过发射结扩散到基区，即向基区发射电子。与此同时，基区的空穴也会扩散到发射区，由于两者掺杂浓度上的悬殊，形成发射极电流I E的载流子主要是电子，电流的方向与电子流的方向相反。发射区所发射的电子由电源Ec的负极来补充。 (2)电子在基区中的扩散与复合

三极管开关电路工作原理解析

三极管开关电路工作原理解析 图一所示是NPN三极管的共射极电路，图二所示是它的特性曲线图，图中它有3 种工作区域：截止区(Cutoff Region)、线性区 (Active Region) 、饱和区(Saturation Region)。三极管是以B 极电流IB 作为输入，操控整个三极管的工作状态。若三极管是在截止区，IB 趋近于0 (VBE 亦趋近于0)，C 极与E 极间约呈断路状态，IC = 0，VCE = VCC。若三极管是在线性区，B-E 接面为顺向偏压，B-C 接面为逆向偏压，IB 的值适中 (VBE = 0.7 V)， I C =h F E I B 呈比例放大，Vce = Vcc -Rc I c = V cc - Rc hFE IB可被 IB 操控。若三极管在饱和区，IB 很大，VBE = 0.8 V，VCE = 0.2 V，VBC = 0.6 V，B-C 与B-E 两接面均为正向偏压，C-E间等同于一个带有0.2 V 电位落差的通路，可得I c=( Vcc - 0.2 )/ Rc ，Ic 与 IB 无关了，因此时的IB大过线性放大区的IB 值， Ic

1.2 半导体三极管

教案（三）

三区：发射区、基区、集电区。 E、基极B、集电极C。 两结：发射结、集电结。 实际上发射极箭头方向就是发射结正向电流方向。 ）按半导体基片材料不同：NPN型和PNP型。 ）按功率分：小功率管和大功率管。 ）按工作频率分：低频管和高频管。 ）按管芯所用半导体材料分：锗管和硅管。 ）按结构工艺分：合金管和平面管。 ）按用途分：放大管和开关管。 ．外形及封装形式 三极管常采用金属、玻璃或塑料封装。常用的外形及封装形式如图所示。

表1-1 三极管三个电极上的电流分配 0.01 0.02 0.03 0.04 0.01 0.56 1.14 1.74 2.33 0.01 0.57 1.16 1.77 2.37 C B I I += 三极管的电流分配规律：发射极电流等于基极电流和集电极电流之和。 ．三极管的电流放大作用 由上述实验可得结论： 的微小变化控制了集电极电流较大的变化，这就是三极管的电流放大原理。）三极管的电流放大作用，实质上是用较小的基极电流信号控制集电极的大电流信号，是“以小控大”的作用。 ）要使三极管起放大作用，必须保证发射结加正向偏置电压，集电结加反向偏置电三极管的基本连接方式 利用三极管的电流放大作用，可以用来构成放大器，其方框图如图所示。

：把三极管的基极作为公共端子。 ）：把三极管的集电极作为公共端子。 ．三极管的放大作用的实质是_____电流对_____电流的控制作用。．三极管的电流分配关系是怎样的？ ．如何理解三极管的电流放大作用？ ．三极管是一种有三个电极、两个PN 结和两种结构形式（NPN ．三极管内电流分配关系为：C B E I I I +=。 ．三极管实现放大作用的条件是：三极管的发射结要加正向电压，集电结要加反向电压。．三极管有三种基本连接方式：共发射极电路、共基极电路和共集电极电路。

三极管的作用有哪些

三极管的作用有哪些 晶体三极管的电流放大作用 晶体三极管具有电流放大作用，其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。这是三极管最基本的和最重要的特性。我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数，用符号“β”表示。电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值，但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。 晶体三极管的三种工作状态 截止状态：当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，我们称三极管处于截止状态。 放大状态：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并处于某一恰当的值时，三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，这时基极电流对集电极电流起着控制作用，使三极管具有电流放大作用，其电流放大倍数β＝ΔIc/ΔIb，这时三极管处放大状态。 饱和导通状态：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并当基极电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不怎么变化，这时三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。 根据三极管工作时各个电极的电位高低，就能判别三极管的工作状态，因此，电子维修人员在维修过程中，经常要拿多用电表测量三极管各脚的电压，从而判别三极管的工作情况和工作状态。

三极管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号，当然这种转换仍然遵循能量守恒，它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。当三极管的基极上加一个微小的电流时，在集电极上可以得到一个是注入电流β倍的电流，即集电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化，并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化，这就是三极管的放大作用。 三极管还可以作电子开关，配合其它元件还可以构成振荡器。 半导体三极管除了构成放大器和作开关元件使用外，还能够做成一些可独立使用的两端或三端器件（1）扩流。 把一只小功率可控硅和一只大功率三极管组合，就可得到一只大功率可控硅，其最大输出电流由大功率三极管的特性决定，见附图9（a）。图9（b）为电容容量扩大电路。利用三极管的电流放大作用，将电容容量扩大若干倍。这种等效电容和一般电容器一样，可浮置工作，适用于在长延时电路中作定时电容。用稳压二极管构成的稳压电路虽具有简单、元件少、制作经济方便的优点，但由于稳压二极管稳定电流一般只有数十毫安，因而决定了它只能用在负载电流不太大的场合。图9（c）可使原稳压二极管的稳定电流及动态电阻范围得到较大的扩展，稳定性能可得到较大的改善。 （2）代换。 图9（d）中的两只三极管串联可直接代换调光台灯中的双向触发二极管；图9（e）中的三极管可代用8V 左右的稳压管。图9（f）中的三极管可代用30V 左右的稳压管。上述应用时，三极管的基极均不使用。 （3）模拟。 用三极管够成的电路还可以模拟其它元器件。大功率可变电阻价贵难觅，用图9（g）电路可作模拟品，调节510电阻的阻值，即可调节三极管C、E两极之间的阻抗，此阻抗变化即可代替可变电阻使用。图9（h）为用三极管模拟的稳压管。其稳压原理是：当加到A、B两端的输入电压上升时，因三极管的B、E 结压降基本不变，故R2两端压降上升，经过R2的电流上升，三极管发射结正偏增强，其导通性也增强，C、E极间呈现的等效电阻减小，压降降低，从而使AB端的输入电压下降。调节R2即可调节此模拟稳压管的稳压值。

三极管的工作原理(经典)

三极管的工作原理（转载） 三极管的工作原理 对三极管放大作用的理解，切记一点：能量不会无缘无故的产生，所以，三极管一定不会产生能量。 但三极管厉害的地方在于：它可以通过小电流去控制大电流。 放大的原理就在于：通过小的交流输入，控制大的静态直流。 假设三极管是个大坝，这个大坝奇怪的地方是，有两个阀门，一个大阀门，一个小阀门。小阀门可以用人力打开，大阀门很重，人力是打不开的，只能通过小阀门的水力打开。 所以，平常的工作流程便是，每当放水的时候，人们就打开小阀门，很小的水流涓涓流出，这涓涓细流冲击大阀门的开关，大阀门随之打开，汹涌的江水滔滔流下。 如果不停地改变小阀门开启的大小，那么大阀门也相应地不停改变，假若能严格地按比例改变，那么，完美的控制就完成了。 在这里，Ube就是小水流，Uce就是大水流，人就是输入信号。当然，如果把水流比为电流的话，会更确切，因为三极管毕竟是一个电流控制元件。 如果某一天，天气很旱，江水没有了，也就是大的水流那边是空的。管理员这时候打开了小阀门，尽管小阀门还是一如既往地冲击大阀门，并使之开启，但因为没有水流的存在，所以，并没有水流出来。这就是三极管中的截止区。 饱和区是一样的，因为此时江水达到了很大很大的程度，管理员开的阀门大小已经没用了。如果不开阀门江水就自己冲开了，这就是二极管的击穿。 在模拟电路中，一般阀门是半开的，通过控制其开启大小来决定输出水流的大小。没有信号的时候，水流也会流，所以，不工作的时候，也会有功耗。 而在数字电路中，阀门则处于开或是关两个状态。当不工作的时候，阀门是完全关闭的，没有功耗。 结构与操作原理

三极管的基本结构是两个反向连结的pn接面，如图1所示，可有pnp和npn 两种组合。三个接出来的端点依序称为射极（emitter, E）、基极（base, B）和集 极（collector, C），名称来源和它们在三极管操作时的功能有关。图中也显示出 npn与pnp三极管的电路符号，射极特别被标出，箭号所指的极为n型半导体， 和二极体的符号一致。在没接外加偏压时，两个pn接面都会形成耗尽区，将中 性的p型区和n型区隔开。 图1 pnp(a)与npn(b)三极管的结构示意图与电路符号。 三极管的电特性和两个pn接面的偏压有关，工作区间也依偏压方式来分类，这里 我们先讨论最常用的所谓”正向活性区”(forward active)，在此区EB极间的pn接 面维持在正向偏压，而BC极间的pn接面则在反向偏压，通常用作放大器的三极管 都以此方式偏压。图2(a)为一pnp三极管在此偏压区的示意图。 EB接面的空乏 区由于在正向偏压会变窄，载体看到的位障变小，射极的电洞会注入到基极，基 极的电子也会注入到射极；而BC接面的耗尽区则会变宽，载体看到的位障变大， 故本身是不导通的。图2(b)画的是没外加偏压，和偏压在正向活性区两种情形 下，电洞和电子的电位能的分布图。 三极管和两个反向相接的pn二极管有什么差别呢？其间最大的不同部分就在 于三极管的两个接面相当接近。以上述之偏压在正向活性区之pnp三极管为例， 射极的电洞注入基极的n型中性区，马上被多数载体电子包围遮蔽，然后朝集电极 方向扩散，同时也被电子复合。当没有被复合的电洞到达BC接面的耗尽区时， 会被此区内的电场加速扫入集电极，电洞在集电极中为多数载体，很快藉由漂移电流 到达连结外部的欧姆接点，形成集电极电流IC。 IC的大小和BC间反向偏压的大小 关系不大。基极外部仅需提供与注入电洞复合部分的电子流IBrec，与由基极注入 射极的电子流InB? E（这部分是三极管作用不需要的部分）。 InB? E在射极与与电 洞复合，即InB? E=I Erec。pnp三极管在正向活性区时主要的电流种类可以清楚地 在图3(a)中看出。

半导体二极管和三极管分析

第7章半导体二极管和三极管 7.1 半导体的基本知识 7.2 PN结 7.3 半导体二极管 7.4 稳压二极管 7.5 半导体三极管

第7章半导体二极管和三极管 本章要求： 一、理解PN结的单向导电性，三极管的电流分配和 电流放大作用； 二、了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工 作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；三、会分析含有二极管的电路。

对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标和正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器件的目的在于应用。 学会用工程观点分析问题，就是根据实际情况，对器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近似，以便用简便的分析方法获得具有实际意义的结果。 对电路进行分析计算时，只要能满足技术指标，就不要过分追究精确的数值。 器件是非线性的、特性有分散性、RC 的值有误差、工程上允许一定的误差、采用合理估算的方法。

7.1 半导体的基本知识 半导体的导电特性： (可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。 掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电 能力明显改变(可做成各种不同用途的半导 体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。 光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化 (可做 成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极 管、光敏三极管等)。 热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强

7.1.1 本征半导体 完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。 晶体中原子的排列方式 硅单晶中的共价健结构 共价健 共价键中的两个电子，称为价电子。 Si Si Si Si 价电子

Si Si Si Si 价电子 价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子（带负电），同时共价键中留下一个空位，称为空穴（带正电）。 本征半导体的导电机理这一现象称为本征激发。 空穴温度愈高，晶体中产 生的自由电子便愈多。 自由电子 在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。

半导体三极管及其基本电路试题及标准答案

第二章半导体三极管及其基本电路 一、填空题 1、(2-1，中)当半导体三极管的正向偏置，反向偏置偏置时，三极管具有放大作用，即极电流能控制极电流。 2、(2-1，低)根据三极管的放大电路的输入回路与输出回路公共端的不同，可将三极管放大电路分为，，三种。 3、(2-1，低)三极管的特性曲线主要有曲线和曲线两种。 4、(2-1，中)三极管输入特性曲线指三极管集电极与发射极间所加电压V CE一定时， 与之间的关系。 5、(2-1，低)为了使放大电路输出波形不失真,除需设置外,还需输入信号。 6、(2-1，中)为了保证不失真放大，放大电路必须设置静态工作点。对NPN管组成的基本共射放大电路，如果静态工作点太低，将会产生失真，应调R B，使其，则 I B，这样可克服失真。 7、(2-1，低)共发射极放大电路电压放大倍数是与的比值。 8、(2-1，低)三极管的电流放大原理是电流的微小变化控制电流的较大变化。 9、(2-1，低)共射组态既有放大作用，又有放大作用。 10、(2-1，中)共基组态中，三极管的基极为公共端，极为输入端，极为输出端。 11、(2-1，难)某三极管3个电极电位分别为V E=1V,V B=1.7V,V C=1.2V。可判定该三极管是工作于区的型的三极管。 12、(2-1，难)已知一放大电路中某三极管的三个管脚电位分别为①3.5V，②2.8 V，③5V，试判断： a．①脚是，②脚是，③脚是（e, b，c）； b．管型是（NPN，PNP）； c．材料是（硅，锗）。 13、(2-1，中)晶体三极管实现电流放大作用的外部条件是，电流分配关系是。 14、(2-1，低)温度升高对三极管各种参数的影响，最终将导致I C，静态工作

三极管结构与符号-电流分配和放大作用

绍兴市中等专业学校教案

教学过程 教学课题第二章三极管`课时2课时 教学环节师生活动 复习旧课： ?二极管结构特点、类型和电路符号？ ?二极管具有什么特性？ ?二极管好坏判断？ ?画出二极管伏安特性曲线？ 导入新课： 放大电路在电子电路中无处不在，如：住宅门厅安装的电子门铃、对讲机以及人们身边的收音机等，都是由于其中的放大电路，才使扬声器发出较大的声音。而常见放大电路的核心部分——电信号的放大器件就是三极管 提问的方式，让学生回答。（三极管也具有类似 特征） 举生活中例子，并实物演示

做一做：三极管中电流分配和放大作用 观察分析实验参考数据： 1）三极管各极电流分配关系：I E = I B + I C ，I E ≈ I C ?I B 2）基极电流和集电极电流之比基本为常量，该常量称为共发射极直流放大系数β，定义为：B C I I = β 3）基极电流有微小的变化量Δi B ，集电极电流就会产生较大的变化量Δi C ，且电流变化量之比也基本为常量，该常量称为共发射交流放大系数β，定义为：B C Δi i ?= β 1．三极管的电流放大作用，实质上是用较小的基极电流信号控制较大的集电极电流信号，实现“以小控大”的作用。 2．三极管电流放大作用的实现需要外部提供直流偏置，即必须保证三极管发射结加正向电压（正偏），集电结加反向电压（反偏）。如图所示，电位关系应为V C >V B >V E 。 PNP 型三极管放大工作时，其电源电压V CC 极性与NPN 型管相反，这时，管子三个电极的电流方向也与NPN 型管电流方向相反，电位关系则为V E >V B >V C 。 课堂小结 1、三极管的结构特点。 R c VT V CC V BB I C I B I E c b e I e e I c c I b b 细 R b 粗

pnpnpn三极管原理讲解

对三极管放大作用的理解，切记一点：能量不会无缘无故的产生，所以，三极管一定不会产生能量。 但三极管厉害的地方在于：它可以通过小电流去控制大电流。 放大的原理就在于：通过小的交流输入，控制大的静态直流。 假设三极管是个大坝，这个大坝奇怪的地方是，有两个阀门，一个大阀门，一个小阀门。小阀门可以用人力打开，大阀门很重，人力是打不开的，只能通过小阀门的水力打开。 所以，平常的工作流程便是，每当放水的时候，人们就打开小阀门，很小的水流涓涓流出，这涓涓细流冲击大阀门的开关，大阀门随之打开，汹涌的江水滔滔流下。如果不停地改变小阀门开启的大小，那么大阀门也相应地不停改变，假若能严格地按比例改变，那么，完美的控制就完成了。 在这里，Ube就是小水流，Uce就是大水流，人就是输入信号。当然，如果把水流比为电流的话，会更确切，因为三极管毕竟是一个电流控制元件。 如果某一天，天气很旱，江水没有了，也就是大的水流那边是空的。管理员这时候打开了小阀门，尽管小阀门还是一如既往地冲击大阀门，并使之开启，但因为没有水流的存在，所以，并没有水流出来。这就是三极管中的截止区。 饱和区是一样的，因为此时江水达到了很大很大的程度，管理员开的阀门大小已经没用了。如果不开阀门江水就自己冲开了，这就是二极管的击穿。 在模拟电路中，一般阀门是半开的，通过控制其开启大小来决定输出水流的大小。没有信号的时候，水流也会流，所以，不工作的时候，也会有功耗。 而在数字电路中，阀门则处于开或是关两个状态。当不工作的时候，阀门是完全关闭的，没有功耗。 结构与操作原理 三极管的基本结构是两个反向连结的pn接面，如图1所示，可有pnp和npn两种组合。三个接出来的端点依序称为射极（emitter, E）、基极（base, B）和集 极（collector, C），名称来源和它们在三极管操作时的功能有关。图中也显示出npn 与pnp三极管的电路符号，射极特别被标出，箭号所指的极为n型半导体，和二极体的符号一致。在没接外加偏压时，两个pn接面都会形成耗尽区，将中性的p型区和n型区隔开。 图1 pnp(a)与npn(b)三极管的结构示意图与电路符号。