晶体管的基础知识

Word晶体管的基础知识三极管分为NPN管和PNP管，N是英文Negative(负)的意思，指N型（半导体），在4价的硅材料中参杂少量的5价元素砷、磷等；形成N型半导体。P是英文Positive(正)的意思，指P型半导体；在4价的硅材料中参杂少量的3价元素硼等；形成P型半导体。NPN（晶体管），是指在晶体管结构中有两个N型半导体和一个夹在中间的P型半导体；PNP型晶体管和NPN管正好相对，是由两个P型半导体中间夹杂着一个N型半导体；如左图所示。这个结构很想是肉夹馍一样，图的上部分是晶体管的结构图下半部分是对应的晶体管的符号。

每个晶体管都有三个管脚，分别叫基极（b）、集电极（c）、发射极（e）。如右图所示基极（b）最好辨认，另外两个电极带箭头的是发射极（e），不带箭头的是集电极（e）；直观的看结构图可以看出b和e组成了一个PN结，b和c也组成了一个PN结，分别叫发射结和集电结；区分两种类型的晶体管是看发射机的箭头朝外是NPN型管子，反之朝内就是PNP管子。

晶体管的基本（电流）关系，看下图所示。

从图中可以看出电流的方向按照发射极的方向，对于NPN管子发射极ie的电流是流出的，那么根据电路的定理流出的电流等于流入的电流，所以ib和ic就定义为流入电流，也就有ie=ib+ic的基本电流关系，对于PNP晶体管发射极电流是流入的，而基极和集电极是流出的。对于电位的定义，对于NPN管来说基极是P型半导体，定义基极电位ub减去发射极电压ue为发射结电压，，写作ube，此电压为正值的时候PN结才处于导通状态；而对于PNP管子则是相反的，基极是N型半导体，定义发射极电位ue减去基极电位ub为发射结电压，写作ueb，此值为正值的时候才能让发射结处于导通状态。

看完这些概念得出基本的电流关系：ib+ic=ie不管是NPN管还是PNP管都满足这个关系的，是依据电路的基尔霍夫电流定律的；如果晶体管处于放大状态，它的集电极电流ic唯一受控于基极电流ib，而与c、e两端的电压uce无关，所以ic于ib的电流关系为的关系，再由这两个基本公式推出ie的电流；对于公式中的为晶体管的放大倍数，不同的晶体管的放大倍数不同，在几十到几百的都有。

从上文中给出了三极管的定义，类型区分，电流、电压的参考方向；接下来看看晶体管的（工作原理）。

从（电路分析）里我们学过几种将（信号）放大的类型比如电压控制电压源--压-压受控源（VCVS）、电流控制控制电压源--流-压受控源（CCVS）、电流控制电流源（CCCS）、电压控制电流源（VCCS）四种类型。模型如下图所示：

理论上这四种方法都能做到放大的功能，但是都有一定的局限性，比如电压控制电压源放大，现在实现的是变压器，它只能放大高频信号，对于低频信号就无能为力了，电流控制电压的目前我没有用过所以我也只是看书上有这么个理论；对于电流控制电流放大一定的电压信号从图的sec（ti）on1-3可以看出，左边控制电压源流过电阻产生电流控制，控制电压的大小就能控制电流的大小，简单的欧姆定律，i=u/r，右边是输出的电流iout流过电阻rl就可以得到相应的放大电压信号。电压控制电流源进行信号放大的原理和电流控制电流放大信号是一样的。

从这四种模型中知道电压控制电压实现的方法是变压器，而电流控制电流源实现放大的就是本文的主要角色三极管也叫双极型晶体管，至于电压控制电流源的模型器件就场效应管了也有两种类型分别为N型和P型。下图是给出的双极型晶体管的模型图：

以上便是晶体管