晶體三極管，是半導體基本元器件之一，具有電流 放大作用，是電子電路的核心元件"
在電子元件家族中，三極管屬於半導體主動元件中的分立元件。
廣義上，三極管有多種，常見如下圖所示。
狹義上，三極管指雙極型三極管，是最基礎最通用的三極管。
本文所述的是狹義三極管，它有很多別稱:
三極管的發明
晶體三極管出現之前是真空電子三極管在電子電路中以放大、開關功能控制電流。
真空電子管存在笨重、耗能、反應慢等缺點。
二戰時，軍事上急切需要一種穩定可靠、快速靈敏的電信號放大元件，研究成果在二戰結束後獲得。
早期，由於鍺晶體較易獲得，主要研製應用的是鍺晶體三極管。硅晶體出現後，由於硅管生產工藝很高效，鍺管逐漸被淘汰。
經半個世紀的發展，三極管種類繁多，形貌各異。
小功率三極管一般為塑料包封；
大功率三極管一般為金屬鐵殼包封。
三極管核心結構
核心是“PN”結
是兩個背對背的PN結
可以是NPN組合，也或以是PNP組合
由於硅NPN型是當下三極管的主流，以下內容主要以硅NPN型三極管為例！
NPN型三極管結構示意圖
硅NPN型三極管的製造流程
管芯結構切面圖
工藝結構特點：
發射區高摻雜：為了便於發射結髮射電子，發射區半導體摻濃度高於基區的摻雜濃度，且發射結的面積較小;
基區尺度很薄:3~30μm，摻雜濃度低;
集電結面積大：集電區與發射區為同一性質的摻雜半導體，但集電區的摻雜濃度要低，面積要大，便於收集電子。
三極管不是兩個PN結的間單拼湊，兩個二極管是組成不了一個三極管的！
工藝結構在半導體產業相當重要，PN結不同材料成份、尺寸、排布、摻雜濃度和幾何結構，能製成各樣各樣的元件，包括IC。
三極管電路符號
三極管電流控制原理示意圖
三極管基本電路
外加電壓使發射結正向偏置，集電結反向偏置。
集/基/射電流關係：
IE = IB + IC
IC = β * IB
如果 IB = 0, 那麼 IE = IC = 0
三極管特性曲線
輸入特性曲線
集-射極電壓UCE為某特定值時，基極電流IB與基-射電壓UBE的關係曲線。
UBER是三極管啟動的臨界電壓，它會受集射極電壓大小的影響，正常工作時，NPN硅管啟動電壓約為0.6V；
UBEUBER時，三極管才會啟動；
UCE增大，特性曲線右移，但當UCE>1.0V後，特性曲線幾乎不再移動。
輸出特性曲線
基極電流IB一定時，集極IC與集-射電壓UCE之間的關係曲線，是一組曲線。
當IB=0時, IC→0 ,稱為三極管處於截止狀態，相當於開關斷開;
當IB>0時, IB輕微的變化,會在IC上以幾十甚至百多倍放大表現出來;
當IB很大時，IC變得很大，不能繼續隨IB的增大而增大，三極管失去放大功能，表現為開關導通。
三極管核心功能：
放大功能：小電流微量變化，在大電流上放大表現出來。
開關功能：以小電流控制大電流的通斷。
三極管的放大功能
IC = β * IB （其中β≈ 10~400 ）
例：當基極通電流IB=50μA時,集極電流:
IC=βIB=120*50μA=6000μA
微弱變化的電信號通過三極管放大成波幅度很大的電信號，如下圖所示：
所以，三極管放大的是信號波幅，三極管並不能放大系統的能量。
能放大多少？
哪要看三極管的放大倍數β值了！
首先β由三極管的材料和工藝結構決定：
如硅三極管β值常用範圍為：30~200
鍺三極管β值常用範圍為：30~100
β值越大，漏電流越大，β值過大的三極管性能不穩定。
其次β會受信號頻率和電流大小影響：
信號頻率在某一範圍內，β值接近一常數，當頻率越過某一數值後，β值會明顯減少。
β值隨集電極電流IC的變化而變化，IC為mA級別時β值較小。一般地，小功率管的放大倍數比大功率管的大。
三極管主要性能參數
三極管性能參數較多，有直流、交流和極限參數之分：
類型參數項符號意義直流參數共射直流放大係數β無交變信號輸入，共射電路集基電流的比值。β=IC/IB共基直流放大係數α無交變信號輸入，共基極電路集射的比值。集-射
反向電流ICEO基極開路，集-射極間反向電流，又稱漏電流、穿透電流。集極
反向電流ICBO射極開路時，集電結反向電流（漏電流）
ICEO=βICBO交流參數共射交流放大係數β共射電路，集基電流變化量比值：β=ΔIC/ΔIB共基交流放大係數α共基電路，集射電流變化量比值：α=ΔIC/ΔIE共射截止頻率ƒββ因頻率升高3dB對應的頻率共基截止頻率ƒαα因頻率升高而下降3dB對應的頻率特徵頻率ƒT頻率升高，β下降到1時對應的頻率。極限參數集極最大電流ICM集極允許通過的最大電流。集極最大功率PCM實際功率過大，三極管會燒壞。集-射極擊穿電壓UCEO基極開路時，集-射極耐電壓值。
溫度對三極管性能的影響
溫度幾乎影響三極管所有的參數，其中對以下三個參數影響最大。
（1）對放大倍數β的影響：
在基極輸入電流IB不變的情況下，集極電流IC會因溫度上升而急劇增大。
（2）對反向飽和電流（漏電流）ICEO的影響：
ICEO是由少數載流子漂移運動形成的，它與環境溫度關係很大，ICEO隨溫度上升會急劇增加。溫度上升10℃，ICEO將增加一倍。
雖然常溫下硅管的漏電流ICEO很小，但溫度升高後，漏電流會高達幾百微安以上。
（3）對發射結電壓 UBE的影響：
溫度上升1℃，UBE將下降約2.2mV。
溫度上升，β、IC將增大，UCE將下降，在電路設計時應考慮採取相應的措施，如遠離熱源、散熱等,克服溫度對三極管性能的影響。
三極管的分類
分類角度種類說明從技術工藝按材料硅三極管 0.6V
鍺三極管 0.3V一般地：
鍺管為PNP型
硅管為NPN型按結構PNP型
NPN型按製造工藝平面型
合金型
擴散型高頻管多為擴散型
低頻管多為合金型從性能按頻率低頻管 <3MHz
中頻管 3~30(MHZ)
高頻管 30~500 (MHZ)
超高頻管 >500MHZ按功率小功率 PCM <0.5W
中功率 0.5 大功率 PCM >1w功率越大體積越大，散熱要求越高。功能
用途放大管 開關管
高反壓管 光電管
帶阻尼管 數字管 從封裝外形按封裝材料金屬封裝 玻璃封裝
陶瓷封裝 塑料封裝
薄膜封裝塑料封裝為主流
金屬封裝成本較高按封裝形式引線式 TO
貼片式 SOT貼片式正逐步取代引線式。
三極管命名標識
不同的國家/地區對三極管型號命名方式不同。還有很多廠家使用自己的命名方式。
中國大陸三極管命名方式
3DD12X2：二極管
3：三極管A：PNP鍺
B：NPN鍺
C：PNP硅
D：NPN硅X：低頻小功率 G：高頻小功率 D：低頻大功率 A：高頻大功率序號規格號
例：3DD12X NPN型低頻大功率硅三極管
日本三極管型號命名方式
2SD13B0：光電管
1：二極管
2：三極管註冊標識A：PNP高頻管 B：PNP低頻管 C：NPN高頻管 D：NPN低頻管電子協會登記順序改進型號
例：2SC1895 高頻NPN型三極管
美國電子工業協會（EIA）三極管命名方式
JANS2N2904AJANTX：特軍級JANTXV：超特軍JANS：宇航級
（無）：非軍用品1：二極管
2：三極管
“n”：n個PN 結元件EIA註冊標識EIA登記順序號不同檔別
例：JANS2N2904 宇航級三極管
歐洲三極管命名方式
BC208AA：鍺管
B：硅管C：低頻小功率
D：低頻大功率
F：高頻小功率
L：高頻大功率登記順序號β的檔別
例：BC208A 硅材料低頻小功率三極管
三極管封裝及管腳排列方式
關於封裝：
三極管設計額定功率越大，其體積就越大，又由於封裝技術的不斷更新發展，所以三極管有多種多樣的封裝形式。
當前，塑料封裝是三極管的主流封裝形式，其中“TO”和“SOT”形式封裝最為常見。
關於管腳排列：
不同品牌、不同封裝的三極管管腳定義不完全一樣的，一般地，有以上規律：
規律一：對中大功率三極管，集電極明顯較粗大甚至以大面積金屬電極相連，多處於基極和發射極之間；
規律二：對貼片三極管，面向標識時，左為基極，右為發射極，集電極在另一邊；
基極 — B 集電極 — C 發射極 — E
三極管的選用原則
考慮三極管的性能極限，按“2/3”安全原則選擇合適的性能參數。
集極電流IC:
IC < 2 / 3 * ICM
ICM 集極最大允許電流
當 IC>ICM時，三極管β值減小，失去放大功能。
集極功率PW:
PW < 2 / 3 * PCM
PCM集極最大允許功率。
當PW > PCM 三極管將燒壞。
集-射反向電壓UCE:
UCE < 2 / 3 * UBVCEO
UBVCEO基極開路時,集-射反向擊穿電壓
集/射極間電壓UCE>UBVCEO時，三極管產生很大的集電極電流擊穿,造成永久性損壞。
工作頻率ƒ：
ƒ = 15% * ƒT
ƒT — 特徵頻率
隨著工作頻率的升高，三極管的放大能力將會下降，對應於β=1 時的頻率ƒT叫作三極管的特徵頻率。
此外，還應考慮體積成本，優先選用貼片式三極管。
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