電子技術基礎—認識三極管

三極管是摸擬電子電路、數字電路中常用的核心器件之一。

電子技術基礎—認識三極管

簡單地說,三極管就是由兩個PN結組合在一起的半導體器件,由於是由兩個PN結組合起來的,那麼就有三個區,從三個區中各引出一個電極,所以就稱三極管。

三極管按其極性分有兩類,由兩塊N型半導體中間夾一塊P型半導體做成的管子,稱為NPN型三極管,各電極及內部結構見圖所示,基區P引出的電極叫基極B, 發射區N引出的電極叫發射極E,集電區N引出的電極叫集電極C, NPN型三極管的電路符號是發射極E的箭頭向外指,表示了基極B到發射極E的PN結方向,也表示了基極到發射極的偏置電壓的極性和電流方向,基極為正電壓,發射極為負電壓。

電子技術基礎—認識三極管

相反地,由兩塊P型半導體中間夾一塊N型半導體做成的管子稱,為PNP型三極管,各電極及內部結構見圖所示, 基區N引出的電極叫基極B,發射區P引出的電極叫發射極E,集電區P引出的電極叫集電極C,PNP型三極管的電路符號是發射極的箭頭向裡指,表示了發射極E到基極B的PN結方向,也表示了基極到發射極的偏置電壓的極性和電流方向,基極為負電壓,發射極為正電壓。

電子技術基礎—認識三極管

NPN型三極管在電路中有三種電路接法,即共基極電路,共發射極電路和共集電極電路,在PC電源中,開關電路都是以NPN型三極管的共發射極電路為開關電路出現的,因之,我們要了解的是,NPN型三極管在共發射極電路中的工作狀態,它有三個工作狀態區,即截止區,放大區和飽和區。

下圖是NPN型三極管的共發射極電路的簡單接法以及其輸出特性曲線,

電子技術基礎—認識三極管

從上圖可看出,它的三個工作狀態區

(1): 截止區: 當三極管的基極電流Ib小於或等於0時,稱這時的工作狀態區域為截止區,這時,三極管因無基極電流,發射結與集電結均處於反向偏置,三極管不工作,發射結與集電結之間相當於斷開的狀態,整個電路處於不工作狀態。

(2): 放大區:當三極管的發射結處於向偏置,集電結處於向偏置時, 三個極的電流存在這樣的關係: Ie = Ic + Ib,一般地Ib相對Ie要小得多,可忽略不計,常常認為Ie = Ic,當Ib有很小的變化量時,Ic應當有很大的變化量,Ic隨著Ib的增大而成比例的增大,即滿足電流放大係數:

電子技術基礎—認識三極管

這時,三極管工作在放大狀態,也叫線性放大區。

(3): 飽和區:當三極管的UCE

而三極管做開關管時,要求它的工作狀態要麼工作在截止區,要麼工作在飽和區,不要求它工作在放大區,下一節講述。

對於三極管的判定,一般數字萬用表上有小功率三極管的插孔,用hff檔通過測試其放大倍數可找出各電極,但我們常常用到下面的簡易方法去判定。

瞭解到三極管是由兩個PN結組合在一起的半導體器件,那麼它的判定就相當於去判定兩個二極管的好壞,用數字萬用表的二極管檔位:

對於NPN型的三極管,基極B到發射極E或集電極C各是一個正向導通的二極管,即將數字萬用表的紅表筆(正)碰三極管的B極, 用黑表筆(負)分別碰三極管的C極或E極,就相當於測了兩次正向導通的二極管,兩次的測試數值基本相同,一般在0.3V—0.7V左右,若表筆反接則無窮大,E極到C極之間也為無窮大,若不知哪個是B極,可以假定三個電極中的某一個為B極,而進行上述測試,反覆假定找出真正的B極,對於C極和E極,一般B極到E極的壓降值稍微大於B極到C極的壓降值。

對於PNP型的三極管,發射極E或集電極C到基極B各是一個正向導通的二極管,即將數字萬用表的黑表筆碰三極管的B極,用紅表筆分別碰三極管的C極或E極,相當於測了兩次正向導通的二極管,方法類似於上面判別NPN型的三極管。

從三極管的型號命名也可看出其極性是NPN型還是 PNP型,一般以字母A 或者B開頭的是PNP型三極管,比如: A733,A928,A1015,B772…..而以字母C或者D開頭的是NPN型三極管,比如:C1815,C1616,C3203,C3198,C3320,D882,D5027….. NPN型的專用開關管現在還有13007,13009系列,其數字前面的字母為各個製造商的代號,比如常見的 D13007,FJP13007,STD13007等等,三極管的型號命名及參數等具體應查閱有關方面的資料。


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