入門分享：三極管知識大全

一、三極管的概念

三極管顧名思義具有三個電極。二極管是由一個PN結(jié)構(gòu)成的，而三極管由兩個PN結(jié)構(gòu)成，共用的一個電極成為三極管的基極(用字母b表示)。其他的兩個電極成為集電極(用字母c表示)和發(fā)射極(用字母e表示)。由于不同的組合方式，形成了一種是NPN型的三極管，另一種是PNP型的三極管。，是一種電流控制電流的半導(dǎo)體器件。其作用是把微弱信號放大成輻值較大的電信號， 也用作無觸點(diǎn)開關(guān)。

三極管在中文含義里面只是對三個引腳的放大器件的統(tǒng)稱，我們常說的三極管。

雖然都叫三極管，在英文里面的說法是千差萬別的。電子三極管 Triode 這個是英漢字典里面“三極管”這個詞匯的唯一英文翻譯，這是和電子三極管最早出現(xiàn)有關(guān)系的，所以先入為主，也是真正意義上的三極管這個詞最初所指的物品。

二、三極管的基本結(jié)構(gòu)

1. 三極管結(jié)構(gòu)

三極管的種類很多，按功率大小可分為大功率管和小功率管;按電路中的工作頻率可分為高頻管和低頻管;按半導(dǎo)體材料不同可分為硅管和鍺管;按結(jié)構(gòu)不同可分為NPN管和PNP管。無論是NPN型還是PNP型都分為三個區(qū)，分別稱為發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)，由三個區(qū)各引出一個電極，分別稱為發(fā)射極(E)、基極(B)和集電極(C)，發(fā)射區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，集電區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)稱為集電結(jié)。其結(jié)構(gòu)和符號見下圖1、圖2所示，其中發(fā)射極箭頭所示方向表示發(fā)射極電流的流向。

圖1 兩類三極管的結(jié)構(gòu)示意圖

2.三極管符號

中間橫線是基極B,另一斜線是集電極C,箭頭的是發(fā)射極E.

圖2 三極管的符號示意圖

三、三極管的原理

三極管分鍺管和硅管兩種，而每一種又有NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)形式，但使用最多的是硅NPN和鍺PNP兩種三極管，(其中，N表示在高純度硅中加入磷，是指取代一些硅原子，在電壓刺激下產(chǎn)生自由電子導(dǎo)電，而p是加入硼取代硅，產(chǎn)生大量空穴利于導(dǎo)電)。兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的，下面僅介紹NPN硅管的電流放大原理。

對于NPN管，它是由2塊N型半導(dǎo)體中間夾著一塊P型半導(dǎo)體所組成，發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，而集電區(qū)與基區(qū)形成的PN結(jié)稱為集電結(jié)，三條引線分別稱為發(fā)射極e、基極b和集電極c.

當(dāng)b點(diǎn)電位高于e點(diǎn)電位零點(diǎn)幾伏時，發(fā)射結(jié)處于正偏狀態(tài)，而C點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位幾伏時，集電結(jié)處于反偏狀態(tài)，集電極電源Ec要高于基極電源Ebo.

在制造三極管時，有意識地使發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子濃度大于基區(qū)的，同時基區(qū)做得很薄，而且，要嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量，這樣，一旦接通電源后，由于發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子(電子)及基區(qū)的多數(shù)載流子(空穴)很容易地越過發(fā)射結(jié)互相向?qū)Ψ綌U(kuò)散，但因前者的濃度基大于后者，所以通過發(fā)射結(jié)的電流基本上是電子流，這股電子流稱為發(fā)射極電流了。

由于基區(qū)很薄，加上集電結(jié)的反偏，注入基區(qū)的電子大部分越過集電結(jié)進(jìn)入集電區(qū)而形成集電集電流Ic,只剩下很少(1-10%)的電子在基區(qū)的空穴進(jìn)行復(fù)合，被復(fù)合掉的基區(qū)空穴由基極電源Eb重新補(bǔ)給，從而形成了基極電流Ibo.根據(jù)電流連續(xù)性原理得：

這就是說，在基極補(bǔ)充一個很小的Ib,就可以在集電極上得到一個較大的Ic,這就是所謂電流放大作用，Ic與Ib是維持一定的比例關(guān)系，即：

式中：β1--稱為直流放大倍數(shù)，

集電極電流的變化量△Ic與基極電流的變化量△Ib之比為：