三极管的基础知识

导通条件

NPN型三极管的导通条件是C点电位>B点电位>E点电位，三极管饱和导通的条件是Ub>Ue,Ub>Uc。

PNP型三极管的导通条件是E点电位>B点电位>C点电位，三极管饱和导通的条件是Ue>Ub,Uc>Ub。

NPN型三极管

1、定义：

NPN型三极管，由三块半导体构成，其中两块N型和一块P型半导体组成，P型半导体在中间，两块N型半导体在两侧。三极管是电子电路中最重要的器件，它最主要的功能是电流 放大和开关作用。

半导体三极管也称为晶体三极管，可以说它是电子电路中最重要的器件。它最主要的功能是电流放大和开关作用。 三极管顾名思义具有三个电极。二极管是由一个PN结构成的，而三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极(用字母B表示--B取自英文Base，基本(的)、基础(的))，其他的两个电极分别称为集电极(用字母C表示--C取自英文Collector，收集)和发射极(用字母E表示-- E取自英文Emitter，发射)。电流从集电极输入的。

2、基本作用：

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。

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。

3、工作原理：

三极管是一种控制元件，主要用来控制电流的大小，以共发射原理图极接法为例(信号从基极输入，从集电极输出，发射极接地)，当基极电压UB有一个微小的变化时，基极电流IB也会随之有一小的变化，受基极电流IB的控制，集电极电流IC会有一个很大的变化，基极电流IB越大，集电极电流IC也越大，反之，基极电流越小，集电极电流也越小，即基极电流控制集电极电流的变化。

但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多，这就是三极管的放大作用。IC 的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数β(β=ΔIC/ΔIB, Δ表示变化量。)，三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍。三极管在放大信号时，首先要进入导通状态，即要先建立合适的静态工作点，也叫 建立偏置 ，否则会放大失真。

4、常用：

电子制作中常用的三极管有9 0× ×系列，包括低频小功率硅管9013(NPN)、9012(PNP)，低噪声管9014(NPN)，高频小功率管9018(NPN)等。它们的型号一般都标在塑壳上，而样子都一样，都是TO-92标准封装。在老式的电子产品中还能见到3DG6(低频小功率硅管)、3AX31 (低频小功率锗管) 等，它们的型号也都印在金属的外壳上。

第一部分的3表示为三极管。 第二部分表示器件的材料和结构，A: PNP型锗材料 B: NPN型锗材料 C: PNP型硅材料 D: NPN型硅材料 第三部分表示功能，U:光电管 K:开关管 X:低频小功率管 G:高频小功率管 D:低频大功率管 A:高频大功率管。另外，3DJ型为场效应管，BT打头的表示半导体特殊元件。

PNP型三极管

1、定义：PNP型三极管，是由2块P型半导体中间夹着1块N型半导体所组成的三极管，所以称为PNP型三极管。也可以描述成，电流从发射极E流入的三极管。

PNP型三极管与NPN型三极管的区别

1、2个PN结的方向不一致。PNP是共阴极，即两个PN结的N结相连做为基极，另两个P结分别做集电极和发射极;电路图里标示为箭头朝内的三极管。NPN则相反。

2、工作原理：晶体三极管按材料分有两种：锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和PNP两种三极管，两者除了电源极性不同外，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极e、基极b和集电极c。

当b点电位高于e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而C点电位高于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。

放大原理

1、发射区向基区发射电子

电源Ub经过电阻Rb加在发射结上，发射结正偏，发射区的多数载流子(自由电子）不断地越过发射结进入基区，形成发射极电流Ie。同时基区多数载流子也向发射区扩散，但由于多数载流子浓度远低于发射区载流子浓度，可以不考虑这个电流，因此可以认为发射结主要是电子流。

2、基区中电子的扩散与复合

电子进入基区后，先在靠近发射结的附近密集，渐渐形成电子浓度差，在浓度差的作用下，促使电子流在基区中向集电结扩散，被集电结电场拉入集电区形成集电极电流Ic。也有很小一部分电子（因为基区很薄）与基区的空穴复合，扩散的电子流与复合电子流之比例决定了三极管的放大能力。

3、集电区收集电子

由于集电结外加反向电压很大，这个反向电压产生的电场力将阻止集电区电子向基区扩散，同时将扩散到集电结附近的电子拉入集电区从而形成集电极主电流Icn。另外集电区的少数载流子（空穴）也会产生漂移运动，流向基区形成反向饱和电流，用Icbo来表示，其数值很小，但对温度却异常敏感。

根据电流连续性原理得：Ie=Ib+Ic；

这就是说，在基极补充一个很小的Ib，就可以在集电极上得到一个较大的Ic，这就是所谓电流放大作用，Ic与Ib是维持一定的比例关系，即：β1=Ic/Ib，公式中:β1--称为直流放大倍数，集电极电流的变化量△Ic与基极电流的变化量△Ib之比为：β= △Ic/△Ib，公式中β--称为交流电流放大倍数，由于低频时β1和β的数值相差不大，所以有时为了方便起见，对两者不作严格区分，β值约为几十至一百多。

同理，PNP三极管则主要是形成空穴电流，其余原理基本相近。

直流参数

共发射极直流放大倍数β=Ic/Ib

集电极—基极反向截止电流Icbo，Ic=0时，基极和集电极间加规定反向电压时的集电极电流。Icb越小，说明三极管的集电结质量越好。

集电极—发射极反向截止电流Iceo（穿透电流），Ib=0时，集电极—发射极之间在规定反向电压时的集电极电流。要求Iceo越小越好。

交流参数

共发射极交流放大倍数β=△Ic/△Ib，其中△Ib是Ib的变化量，△Ic时Ic对应的变化量，三极管β值一般以20～100之间为好。

共基极交流放大倍数α=△Ic/△Ie约等于≈1。

极限参数

集电极最大允许电流Icm，集电极Ic值超过一定限额β值会下降，当β下降到额定值的1/2～2/3时的Ic值称Icm，正常工作时不允许超过Icm。

集电极—发射极之间击穿电压BUceo：指基极开路时，集电极和发射极之间的击穿电压。

集电极最大允许耗散功率Pcm：由于集电结处于反向连接，所以，电阻很大。当电流流过集电结时，集电结就会产生热量，为了使集电结的温度不超过规定值，集电极耗散功率将受到限制，一般应使Pcm≤IcUce。

电流走向