目錄：

　　1.三極管是什么?

　　2.三極管工作原理

　　3.三種狀態(tài)

　　4.輸入輸出特性曲線

　　5.三極管的主要參數(shù)(選型指導(dǎo))

　　6.應(yīng)用

　　1.三極管是什么?

　　三極管，全稱應(yīng)為半導(dǎo)體三極管，也稱雙極型晶體管、晶體三極管，是一種控制電流的半導(dǎo)體器件。其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號，也用作無觸點(diǎn)開關(guān)。

　　三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個(gè)相距很近的PN結(jié)，兩個(gè)PN結(jié)把整塊半導(dǎo)體分成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，排列方式有PNP和NPN兩種。

　　2.三極管工作原理

　　晶體三極管(以下簡稱三極管)按材料分有兩種：鍺管和硅管。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是負(fù)極的意思(代表英文中Negative)，N型半導(dǎo)體在高純度硅中加入磷取代一些硅原子，在電壓刺激下產(chǎn)生自由電子導(dǎo)電，而P是正極的意思(Positive)是加入硼取代硅，產(chǎn)生大量空穴利于導(dǎo)電)。

　　　　具體電子是如何運(yùn)動(dòng)的，忽略。在運(yùn)用時(shí)，只需要把三極管的電流放大作用類比成一個(gè)閥門即可。

　　3.三種狀態(tài)

　　(1)截止?fàn)顟B(tài)

　　當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓小于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，基極電流為零，集電極電流和發(fā)射極電流都為零，三極管這時(shí)失去了電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的斷開狀態(tài)，我們稱三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。

　　(2)放大狀態(tài)

　　當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，并處于某一恰當(dāng)?shù)闹禃r(shí)，三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，這時(shí)基極電流對集電極電流起著控制作用，使三極管具有電流放大作用，其電流放大倍數(shù)β=ΔIc/ΔIb，這時(shí)三極管處放大狀態(tài)。

　　(3)飽和狀態(tài)

　　當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，并當(dāng)基極電流增大到一定程度時(shí)，集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是處于某一定值附近不怎么變化，這時(shí)三極管失去電流放大作用，集電極與發(fā)射極之間的電壓很小，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)。三極管的這種狀態(tài)我們稱之為飽和導(dǎo)通狀態(tài)。

　　4.輸入輸出特性曲線

　　三極管特性曲線是反映三極管各電極電壓和電流之間相互關(guān)系的曲線，是用來描述晶體三極管工作特性曲線，常用的特性曲線有輸入特性曲線和輸出特性曲線。這里以下圖所示的共發(fā)射極電路來分析三極管的特性曲線。

　　(1)輸入特性曲線

　　該曲線表示當(dāng)e極與c極之間的電壓Uec保持不變時(shí)，輸入電流(即基極電流Ib)和輸入電壓(即基極與發(fā)射極間電壓Ube)之間的關(guān)系曲線，如下圖所示：

　　一般狀況下，當(dāng)UCE≥1V時(shí)，集電結(jié)就處于反向偏置，此刻再增大UCE對iB的影響很小，也即UCE>1V往后的輸入特性與UCE=1V的一條特性曲線重合，所以，半導(dǎo)體器材手冊中一般只給出一條UCE≥1V時(shí)的輸入特性曲線，如圖所示。輸入特性曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：iB=f(uBE)| UCE = 常數(shù)

　　(2)輸出特性曲線

　　輸出特性是指以基極電流IB為常數(shù)，輸出電壓uCE和輸出電流iC之間的曲線，即：iC=f(uCE)|IB =常數(shù)。

　　1、在放大區(qū)，集電極電流ic恒等于基極電流ib的倍，與電壓uce無關(guān)。

　　2、在飽和區(qū)，集電極電流ic會跟隨著uce電壓的增大而增大，近似為線性;放大區(qū)和飽和區(qū)的界限是三極管的飽和電壓uces，當(dāng)uce>uces時(shí)候便是放大區(qū)，該飽和電壓還與基極電流ib成正比。

　　3、截止區(qū)，當(dāng)ib=0的時(shí)候，三極管關(guān)斷，幾乎無電流的流進(jìn)與流出，常常使用時(shí)該狀態(tài)做電子開關(guān)使用。

　　如何快速區(qū)分放大區(qū)和飽和區(qū)?(這個(gè)我常常記不住)

　　——答案就是，在放大區(qū)，集電極電流ic恒等于基極電流ib的倍數(shù)，與電壓uce無關(guān)，即此時(shí)Ic是一條橫線。

　　5.三極管的主要參數(shù)(選型指導(dǎo))

　　1、電流放大系數(shù)(也叫電流放大倍數(shù))

　　分直流和交流放大系數(shù)

　　直流也叫做靜態(tài)電流放大系數(shù)，是在靜態(tài)無變化信號輸入時(shí)，晶體管集電極電流IC與基極電流IB的比值，一般用HFE或β表示。

　　交流也叫動(dòng)態(tài)電流放大系數(shù)，指在交流狀態(tài)下的HFE或β;

　　2、耗散功率

　　也叫集電極最大允許耗散功率PCM，是晶體管參數(shù)變化不超過規(guī)定允許值時(shí)的最大集電極耗散功率。它與晶體管的最高允許結(jié)溫和集電極最大電流有密切關(guān)系，晶體管使用時(shí)，其實(shí)際耗散功率不允許超過PCM值，否則會造成晶體管因過載而損壞。

　　PCM小于1W的叫小功率晶體管，1W

　　3、頻率特性

　　晶體管的放大系數(shù)和工作頻率有關(guān)，如果超過了工作頻率，則會出現(xiàn)放大能力減弱甚至失去放大作用。晶體管的頻率特性主要包括特征頻率FT和最高振蕩頻率FM等。

　　特征頻率：當(dāng)f= fT時(shí),三極管完全失去電流放大功能.如果工作頻率大于fT,電路將不正常工作。

　　fT稱作增益帶寬積，即fT=βfo。若已知當(dāng)前三極管的工作頻率fo以及高頻電流放大倍數(shù)，便可得出特征頻率fT。隨著工作頻率的升高，放大倍數(shù)會下降.fT也可以定義為β=1時(shí)的頻率。

　　小于或者等于3MHZ是低頻管，大于或等于30MHZ是高頻管，大于3MHZ小于30MHZ是中頻管。

　　最高振蕩頻率FM，只晶體管的功率增益降為1時(shí)所對應(yīng)的頻率，通常高頻晶體管的最高振蕩頻率低于共基極截止頻率Fa，而特征頻率FT則高于共基極截止頻率Fa，低于共集電極截止頻率Fβ。

　　4、集電極最大電流Icm

　　是晶體管集電極所允許通過的最大電流，當(dāng)晶體管的集電極電流IC超過ICM時(shí)，晶體管的β值等參數(shù)將發(fā)生明顯變化，影響其正常工作，甚至損壞。

　　5、最大反向電壓

　　指晶體管在工作時(shí)允許施加的最高工作電壓，它包括集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓、集電極-基極反向擊穿電壓和發(fā)射極-基極反向擊穿電壓。

　　集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓指晶體管基極開路時(shí)，集電極與發(fā)射極之間的最大允許反向電壓，是集電極與發(fā)射極反向擊穿電壓，表示臨界飽和時(shí)的飽和電壓，用VCEO或者BVCEO表示。

　　集電極-基極反向擊穿電壓，是發(fā)射極開路時(shí)，集電極與基極之間的最大允許反向電壓，用VCBO或BVCBO表示。

　　發(fā)射極-基極反向擊穿電壓，指晶體管的集電極開路時(shí)，發(fā)射極與基極之間的最大允許反向電壓，用VEBO或BVEBO表示。

　　6、反向電流

　　包括集電極-基極之間的反向電流ICBO和集電極-發(fā)射極之間的反向擊穿電流ICEO。

　　ICBO也叫集電結(jié)反向漏電流，是當(dāng)晶體管的發(fā)射極開路時(shí)，集電極與基極之間的反向電流，ICBO對溫度較敏感，該值越小，說明晶體管的溫度特性越好。

　　ICEO是當(dāng)晶體管的基極開路時(shí)，其集電極與發(fā)射極之間的反向漏電電流，也叫穿透電流。此值越小，說明晶體管的性能越好。

　　7、其他參數(shù)

　　Ibs:基極飽和導(dǎo)通電流;放大態(tài)，IB一定要小于使三極管飽和的電流。

　　6.應(yīng)用

　　三極管最常見的應(yīng)用就是開關(guān)電路了：

　　(下圖中的Rb1是下拉電阻，Rb1 在實(shí)際應(yīng)用中非常重要，因?yàn)楫?dāng)三極管基極沒有電壓輸入時(shí)，Rb1的存在可以確?；鶚O是接地的，因此，這樣做可以防止噪聲誤導(dǎo)通NPN晶體管。)

　　上面這個(gè)電路一定要注意下，Rb和Rc阻值的選擇，因?yàn)槿绻x擇不對，有可能會導(dǎo)致三極管處于放大，而不是飽和(開關(guān))的狀態(tài)的。

　　具體如何算，參照下面這個(gè)表還有三極管規(guī)格書即可。