三-极-管完整版本

PAGEPAGE1三极管一、晶体三极管的结构和类型晶体三极管，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结把正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，如图从三个区引出相应的电极，分别为基极b发射极e和集电极c。发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里；NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。电压须在外部施用，以使晶体管操作。施用电压以使电流朝著发射极箭头的方向移动。施用电压时，发射极电流Ie、集电极电流Ic和基点电流Ib将产生以下的关系：Ie=Ic+Ib晶体管类型：按材料分类，可分为：硅晶体管、锗晶体管按电极分类，可分为：NPN晶体管、PNP晶体管按功能分类，可分为：光敏三极管、开关三极管、功率三极管二、三极管的封装形式和管脚识别常用三极管的封装形式有金属封装和塑料封装两大类，引脚的排列方式具有一定的规律，如图对于小功率金属封装三极管，按图示底视图位置放置，使三个引脚构成等腰三角形的顶点上，从左向右依次为ebc；对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己，三个引脚朝下放置，则从左到右依次为ebc。电子制作中常用的三极管有90××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。我国生产的晶体管有一套命名规则，电子爱好者最好还是了解一下：

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。目前，国内各种类型的晶体三极管有许多种，管脚的排列不尽相同，在使用中不确定管脚排列的三极管，必须进行测量确定各管脚正确的位置，或查找晶体管使用手册，明确三极管的特性及相应的技术参数和资料。三、三极管的放大及开关作用1、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，如下图：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，即IE＝IB＋IC(符合克希荷夫电流定理)IC≈IB×β（β称为电流放大系数，可表征三极管的电流放大能力）△IC≈△IB×β由上可见，三极管是一种具有电流放大作用的模拟器件。放大原理：（1）发射区向基区扩散电子：由于发射结处于正向偏置，发射区的多数载流子（自由电子）不断扩散到基区，并不断从电源补充进电子，形成发射极电流IE。（2）电子在基区扩散和复合：由于基区很薄，其多数载流子（空穴）浓度很低，所以从发射极扩散过来的电子只有很少部分可以和基区空穴复合，形成比较小的基极电流IB，而剩下的绝大部分电子都能扩散到集电结边缘。（3）集电区收集从发射区扩散过来的电子：由于集电结反向偏置，可将从发射区扩散到基区并到达集电区边缘的电子拉入集电区，从而形成较大的集电极电流IC。2、晶体管的开关作用转换晶体管一般用作空调的电子控制。转换晶体管具有以下特征：（1）假如基点发射极电压Vbe偏低晶体管内一种称为屏障势能的电阻存於集电极电流Ic的移动。一旦充作开关器，对开关器触点作出反应的集电发射极C-E基于没有电流移动而启开，晶体管的开关则关闭。（2）假如Vbe是0.6-0.8VC-E间隙将会发生短路，电掣开著，而集电器电流开始流动。Vbe将是0.6-0.8V。晶体管可被视为电子继电器。当最初的电压是0V，继电器关闭。当最初电压是0.6至0.8V，继电器启开。晶体管开关作用晶体管发挥继电器功用四、晶体三极管样图NPN型三极管PNP型晶体管五、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。六、三极管的主要参数1、共射电流放大系数β三极管有一个重要参数就是电流放大系数ββ的定义为集电极电流与基极电流的变化量之比，即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。2、共基电流放大系数αα的定义是集电极电流与发射极电流的变化量之比，即3、集电极和发射极之间的穿透电流ICEO表示当基极b开路时，集电极c和发射极e之间的电流。测量ICEO的电路如图：（a）ICBO(b)ICEO上述两个反向电流之间存在以下关系：ICEO=(1+)ICBOICBO和ICEO都是由少数载流子的运动形成的，所以对温度非常敏感。当温度升高时，ICBO和ICEO都将急剧地增大。实际工作中选用三极管时，要求三极管的反向饱和电流ICBO和穿透电流ICEO尽可能小一些，这两个反向电流的值愈小，表明三极管的质量愈高。七、测判三极管的口诀三极管的管型及管脚的判别是电子技术初学者的一项基本功，为了帮助读者迅速掌握测判方法，笔者总结出四句口诀：“三颠倒，找基极；PN结，定管型；顺箭头，偏转大；测不准，动嘴巴。”下面让我们逐句进行解释。（一）三颠倒，找基极测试三极管要使用万用电表的欧姆挡，并选择R×100或R×1k挡位。万用表的红表笔所连接的是表内电池的负极，黑表笔则连接着表内电池的正极。（数字万用表红表笔所连接的是表内电池的正极，黑表笔连接着表内电池的负极。）假定我们并不知道被测三极管是NPN型还是PNP型，也分不清各管脚是什么电极。测试的第一步是判断哪个管脚是基极。这时，我们任取两个电极(如这两个电极为1、2)，用万用电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻，观察表针的偏转角度；接着，再取1、3两个电极和2、3两个电极，分别颠倒测量它们的正、反向电阻，观察表针的偏转角度。在这三次颠倒测量中，必然有两次测量结果相近：即颠倒测量中表针一次偏转大，一次偏转小；剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小，这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基极。（二）PN结，定管型找出三极管的基极后，我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的导电类型。将万用表的黑表笔接触基极，红表笔接触另外两个电极中的任一电极，若表头指针偏转角度很大，则说明被测三极管为NPN型管；若表头指针偏转角度很小，则被测管即为PNP型。（三）顺箭头，偏转大找出了基极b，另外两个电极哪个是集电极c，哪个是发射极e呢?这时我们可以用测穿透电流ICEO的方法确定集电极c和发射极e。（1）对于NPN型三极管，用万用电表的黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec，虽然两次测量中万用表指针偏转角度都很小，但仔细观察，总会有一次偏转角度稍大，此时电流的流向一定是：黑表笔→c极→b极→e极→红表笔，电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致(“顺箭头”)，所以此时黑表笔所接的一定是集电极c，红表笔所接的一定是发射极e。（2）对于PNP型的三极管，道理也类似于NPN型，其电流流向一定是：黑表笔→e极→b极→c极→红表笔，其电流流向也与三极管符号中的箭头方向一致，所以此时黑表笔所接的一定是发