三極管的分類、工作原理及功能應(yīng)用

今天給大家講一下三極管。

一、什么是三極管？

三極管全稱是“晶體三極管”，也被稱作“晶體管”，是一種具有放大功能的半導(dǎo)體器件。通常指本征半導(dǎo)體三極管，即BJT管。

典型的三極管由三層半導(dǎo)體材料，有助于連接到外部電路并承載電流的端子組成。施加到晶體管的任何一對(duì)端子的電壓或電流控制通過另一對(duì)端子的電流。

三極管有哪三極？

基極：用于激活晶體管。（名字的來源，最早的點(diǎn)接觸晶體管有兩個(gè)點(diǎn)接觸放置在基材上，而這種基材形成了底座連接。）

集電極：三極管的正極。（因?yàn)槭占姾奢d體）

發(fā)射極：三極管的負(fù)極。（因?yàn)榘l(fā)射電荷載流子）

1、三極管的分類

三極管的應(yīng)用十分廣泛，種類繁多，分類方式也多種多樣。

2、根據(jù)結(jié)構(gòu)

NPN型三極管

PNP型三極管

3、根據(jù)功率

小功率三極管

中功率三極管

大功率三極管

4、根據(jù)工作頻率

低頻三極管

高頻三極管

5、根據(jù)封裝形式

金屬封裝型

塑料封裝型

6、根據(jù)PN結(jié)材料

鍺三極管

硅三極管

除此之外，還有一些專用或特殊三極管

二、三極管的工作原理

這里主要講一下PNP和NPN。

1、PNP

PNP是一種BJT，其中一種n型材料被引入或放置在兩種p型材料之間。在這樣的配置中，設(shè)備將控制電流的流動(dòng)。PNP晶體管由2個(gè)串聯(lián)的晶體二極管組成。二極管的右側(cè)和左側(cè)分別稱為集電極-基極二極管和發(fā)射極-基極二極管。

2、NPN

NPN中有一種 p 型材料存在于兩種 n 型材料之間。NPN晶體管基本上用于將弱信號(hào)放大為強(qiáng)信號(hào)。在 NPN 晶體管中，電子從發(fā)射極區(qū)移動(dòng)到集電極區(qū)，從而在晶體管中形成電流。這種晶體管在電路中被廣泛使用。

PNP和NPN 符號(hào)圖

三、三極管的 3 種工作狀態(tài)

分別是截止?fàn)顟B(tài)、放大狀態(tài)、飽和狀態(tài)。接下來分享在其他公眾號(hào)看到的一種通俗易懂的講法：

1、截止?fàn)顟B(tài)

三極管的截止?fàn)顟B(tài)，這應(yīng)該是比較好理解的，當(dāng)三極管的發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏時(shí)，三極管就會(huì)進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。

這就相當(dāng)于一個(gè)關(guān)緊了的水龍頭，水龍頭里的水是流不出來的。

三極管工作原理-截止?fàn)顟B(tài)

截止?fàn)顟B(tài)下，三極管各電極的電流幾乎為0，集電極和發(fā)射極互不相通。

2、放大狀態(tài)

當(dāng)三極管發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，三極管就會(huì)進(jìn)入放大狀態(tài)。

在放大狀態(tài)下，三極管就相當(dāng)于是一個(gè)受控制的水龍頭，水龍頭流出水流的大小受開關(guān)（基極）控制，開關(guān)擰大一點(diǎn)，流出的水就會(huì)大一點(diǎn)。

也就是放大狀態(tài)下，基極的電流大一點(diǎn)，集電極的電流也會(huì)跟著變大！并且ic與ib存在一定比例關(guān)系，ic = β ib，β是直流電流放大系數(shù)，表示三極管放大能力的大小。

三極管工作原理-放大狀態(tài)

3、飽和狀態(tài)

當(dāng)三極管發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏時(shí)，三極管工作在飽和狀態(tài)。

在飽和狀態(tài)下，三極管集電極電流ic的大小已經(jīng)不受基極電流ib的控制，ic與ib不再成比例關(guān)系。

飽和狀態(tài)下的三極管基極電流ib變大時(shí)，集電極電流ic也不會(huì)變大了，這就相當(dāng)于水龍頭的開關(guān)已經(jīng)開得比較大了，開關(guān)再開大時(shí)，流出的水流也不會(huì)再變大了。

飽和狀態(tài)

四、三極管的功能應(yīng)用

1、三極管放大電路

三極管是一種電流放大器件，可制成交流或直流信號(hào)放大器，由基極輸入一個(gè)很小的電流從而控制集電極輸出很大的電流，如下圖所示：

《電子元器件從入門到精通》

《電子元器件從入門到精通》

三極管基極（b）電流最小，且遠(yuǎn)小于另兩個(gè)引腳的電流；發(fā)射極（e）電流最大（等于集電極電流和基極電流之和）；集電極（c）電流 與基極（b）電流之比即為三極管的放大倍數(shù)。

三極管具有放大功能的基本條件是保證基極和發(fā)射極之間加正向電壓（發(fā)射結(jié)正偏），基極與集電極之間加反向電壓（集電結(jié)反偏）?；鶚O相對(duì)于發(fā)射極為正極性電壓，基極相對(duì)于集電極為負(fù)極性電壓。

2、三極管的 3 種工作類型

這里主要有三種類型：共基極 (CB)、共集電極 (CC) 和共發(fā)射極 (CE)

1）三極管共基極型（CB）

在共基極 (CB) 配置中，晶體管的基極端子在輸入和輸出端子之間是公共的。

三極管共基極型（CB）

2）三極管共集電極型（CC）

在公共集電極 (CC) 配置中，集電極端子在輸入和輸出端子之間是公共的。

三極管共集電極型（CC）

3）三極管共射極型（CE）

在公共發(fā)射極 (CE) 配置中，發(fā)射極端子在輸入和輸出端子之間是公共的。

三極管共射極型（CE）

3、三極管的開關(guān)功能

三極管的集電極電流在一定范圍內(nèi)隨基極電流呈線性變化，這就是放大特性。當(dāng)基極電流高過此范圍時(shí)，三極管集電極電流會(huì)達(dá)到飽和值 （導(dǎo)通），基極電流低于此范圍時(shí)，三極管會(huì)進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)（斷路）， 這種導(dǎo)通或截止的特性在電路中還可起到開關(guān)作用，如下圖所示：

三極管的開關(guān)功能

4、三極管的其他功能作用

三極管配合其他元件可以構(gòu)成振蕩器

把一只小功率可控硅和一只大功率三極管組合，就可得到一只大功率可控硅，主要作用是擴(kuò)流

兩只三極管串聯(lián)可直接代換調(diào)光臺(tái)燈中的雙向觸發(fā)二極管，主要是代換功能

用三極管構(gòu)成的電路可以模擬其它元器件

電阻分壓器構(gòu)成恒壓源電路，晶體管用作恒壓管

晶體管反相器

以上關(guān)于三極管的工作原理詳解，歡迎大家在評(píng)論區(qū)留言。