三极管的原理

三极管的原理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)。其他的两个电极成为集电极(用字母c表示)和发射极(用字母e表示)。由于不同的组合方式，形成了一种是NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管。三极管的种类很多，并且不同型号各有不同的用途。三极管大都是塑料封装或金属封装，常见三极管的外观，有一个箭头的电极是发射极，箭头朝外的是NPN型三极管，而箭头朝内的是PNP型。实际上箭头所指的方向是电流的方向。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，电子工程技术人员和电子爱好者应该了解三极管符号的含义。符号的第一部分“3”表示三极管。符号的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。符号的第三部分表示功能：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。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罢了。三极管有一个重要参数就是电流放大系数b。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b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。三极管还可以作电子开关，配合其它元件还可以构成振荡器。Z304三极管的主要参数及极性判别1．常用小功率三极管的主要参数2．三极管电极和管型的判别(1)目测法①管型的判别一般，管型是NPN还是PNP应从管壳上标注的型号来辨别。依照部颁标准，三极管型号的第二位(字母)，A、C表示PNP管，B、D表示NPN管，例如：3AX为PNP型低频小功率管3BX为NPN型低频小功率管3CG为PNP型高频小功率管3DG为NPN型高频小功率管3AD为PNP型低频大功率管3DD为NPN型低频大功率管3CA为PNP型高频大功率管3DA为NPN型高频大功率管此外有国际流行的9011～9018系列高频小功率管，除9012和9015为PNP管外，其余均为NPN型管。②管极的判别常用中小功率三极管有金属圆壳和塑料封装(半柱型)等外型，图T305介绍了三种典型的外形和管极排列方式。(2)用万用表电阻档判别三极管内部有两个PN结，可用万用表电阻档分辨e、b、c三个极。在型号标注模糊的情况下，也可用此法判别管型。①基极的判别判别管极时应首先确认基极。对于NPN管，用黑表笔接假定的基极，用红表笔分别接触另外两个极，若测得电阻都小，约为几百欧~几千欧；而将黑、红两表笔对调，测得电阻均较大，在几百千欧以上，此时黑表笔接的就是基极。PNP管，情况正相反，测量时两个PN结都正偏的情况下，红表笔接基极。实际上，小功率管的基极一般排列在三个管脚的中间，可用上述方法，分别将黑、红表笔接基极，既可测定三极管的两个PN结是否完好(与二极管PN结的测量方法一样)，又可确认管型。②集电极和发射极的判别确定基极后，假设余下管脚之一为集电极c，另一为发射极e，用手指分别捏住c极与b极(即用手指代替基极电阻Rb)。同时，将万用表两表笔分别与c、e接触，若被测管为NPN，则用黑表笔接触c极、用红表笔接e极(PNP管相反)，观察指针偏转角度；然后再设另一管脚为c极，重复以上过程，比较两次测量指针的偏转角度，大的一次表明IC大，管子处于放大状态，相应假设的c、e极正确。以NPN三极管为例：在制作的时候，发射区通过参杂使电子浓度做的很大，基区的空穴浓度做的很小，而且很薄，容易穿透。当发射结正向偏置的时候，发射区的电子向基区涌，与空穴进行复合，这时形成了一个与电子移动方向相反的电流IE。由于发射区电子浓度做的很大，基区空穴浓度小，而且容易穿透，所以在集电结反向偏置的时候（可靠截至），从发射区涌来的电子，穿过了基区，而到达了集电区，形成了与电子移动相反的电流IC。基区被复合掉的空穴又被源源不断的补给上了，形成了与空穴移动方向相同的电流IB。通过上面的分析，你可以看出来，只需使基极有一个很小的电流，就会激发发射区的大量高浓度电子向集电区涌，如果发射区的电子没有被激发到极限的时候，此时三极管工作在放大状态。如果发射区的电子被激发到了极限，集电区的电子达到了饱和，三极管就工作在饱和状态。如果基极的空穴没有及时补给，也就是IB=0时，三极管工作在截至状态。这也就是三极管的工作原理。