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三极管工作原理详解 看完这4点懂了!
三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种电流控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号,也用作无触点。下面介绍的是三极管工作原理，不了解的朋友跟小编一起来看看吧。三极管工作原理一、电流放大下面的分析仅对于NPN型硅三极管.我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流&Ic.这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向.三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制(假设电源&能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变&化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百).如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射&极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib的变化被放大后,导致了Ic很大的变化.如果集电极电流Ic是流过一个R的,那么根据电压计算公式&U=R*I&可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化.我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了.二、偏置电路三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路.这有几个原因.首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个),基极电流必须在输入电压&大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取0.7V).当基极与发射极之间的电压小于0.7V时,基极电流就可以认为是0.但实际中要放大的信号往往远比&0.7V要小,如果不加偏置的话,这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时,基极电流都是0).如果我们事先在三极管的基极上加上一&个合适的电流(叫做偏置电流,上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的,所以它被叫做基极偏置电阻),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时,小&信号就会导致基极电流的变化,而基极电流的变化,就会被放大并在集电极上输出.另一个原因就是输出信号范围的要求,如果没有加偏置,那么只有对那些增加的&信号放大,而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0,不能再减小了).而加上偏置,事先让集电极有一定的电流,当输入的基极电流变小时,集电极&电流就可以减小;当输入的基极电流增大时,集电极电流就增大.这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了.三、开关作用下面说说三极管的饱和情况.像上面那样的图,因为受到电阻&Rc的限制(Rc是固定值,那么最大电流为U/Rc,其中U为电源电压),集电极电流是不能无限增加下去的.当基极电流的增大,不能使集电极电流继续增大&时,三极管就进入了饱和状态.一般判断三极管是否饱和的准则是：Ib*β〉Ic.进入饱和状态之后,三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小,可以理解为&一个开关闭合了.这样我们就可以拿三极管来当作开关使用：当基极电流为0时,三极管集电极电流为0(这叫做三极管截止),相当于开关断开;当基极电流很&大,以至于三极管饱和时,相当于开关闭合.如果三极管主要工作在截止和饱和状态,那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管.四、工作状态如果我们在上面这个图中,将电阻Rc换成一个灯泡,那么当基极电流为0时,集电极电流为0,灯泡灭.如果基极电流比较大时(大于流过灯泡的电流除以三极管&的放大倍数&β),三极管就饱和,相当于开关闭合,灯泡就亮了.由于控制电流只需要比灯泡电流的β分之一大一点就行了,所以就可以用一个小电流来控制一个大电流的通&断.如果基极电流从0慢慢增加,那么灯泡的亮度也会随着增加(在三极管未饱和之前).三极管开关电路工作原理三极管开关电路由开关三极管VT，M，控制开关S，基极限流电阻器R和电源GB组成。VT采用NPN型小功率硅管8050，其集电极最大允许电流ICM可达1.5A，以满足电动机起动电流的要求。M选用工作电压为3V的小型直流电动机，对应电源GB亦为3V。VT基极限流电阻器R如何确定呢?根据三极管开关电路的电流分配作用，在基极输入一个较弱的电流IB，就可以控制集电极电流IC有较强的变化。假设VT电流放大系数hfe≈250，电动机起动时的集电极电流IC=1.5A，经过计算，为使三极管饱和导通所需的基极电流IB≥(1500mA/250)×2=12mA。在图1电路中，电动机空载时运转电流约为500mA，此时电源(用两节5号电池供电)电压降至2.4V，VT基极-发射极之间电压VBE≈0.9V。根据欧姆定律，VT基极限流电阻器的电阻值R=(2.4-0.9)V/12mA≈0.13kΩ。考虑到VT在IC较大时，hfe要减小，电阻值R还要小一些，实取100Ω。为使电动机更可靠地启动，R甚至可减少到51Ω。在调试三极管开关电路时，接通控制开关S，电动机应能自行启动，测量VT集电极—发射极之间电压VCE≤0.35V，说明三极管已饱和导通，三极管开关电路工作正常，否则会使VT过热而损坏。三极管在日常生活各种电路中经常使用到，使用作开关电路等，也是必须要的材料。说到装修，对于这些材料种种的质量问题是否有保障，工程是否符合行业标准，这些问题是装修业主最为关心的，如果有这些顾虑，我们可以免费申请土巴兔装修保，这里有专业的装修质检团队，并帮助我们装修遇到问题也能快速维权!点击申请，让我们的装修更有保障吧!以上就是小编为您介绍的三极管工作原理，希望能够帮助到您。更多关于三极管工作原理的相关资讯，请继续关注土巴兔学装修。图说三极管，一看就懂！（史上最全）
"晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件"
在电子元件家族中，三极管属于半导体主动元件中的分立元件。
广义上，三极管有多种，常见如下图所示。
狭义上，三极管指双极型三极管，是最基础最通用的三极管。
本文所述的是狭义三极管，它有很多别称：
三极管的发明
晶体三极管出现之前是真空电子三极管在电子电路中以放大、开关功能控制电流。
真空电子管存在笨重、耗能、反应慢等缺点。
二战时，军事上急切需要一种稳定可靠、快速灵敏的电信号放大元件，研究成果在二战结束后获得。
早期，由于锗晶体较易获得，主要研制应用的是锗晶体三极管。硅晶体出现后，由于硅管生产工艺很高效，锗管逐渐被淘汰。
经半个世纪的发展，三极管种类繁多，形貌各异。
小功率三极管一般为塑料包封；
大功率三极管一般为金属铁壳包封。
三极管核心结构
核心是“PN”结
是两个背对背的PN结
可以是NPN组合，也或以是PNP组合
由于硅NPN型是当下三极管的主流，以下内容主要以硅NPN型三极管为例！
NPN型三极管结构示意图
硅NPN型三极管的制造流程
管芯结构切面图
工艺结构特点：
发射区高掺杂：为了便于发射结发射电子，发射区半导体掺浓度高于基区的掺杂浓度，且发射结的面积较小;
基区尺度很薄:3~30μm，掺杂浓度低;
集电结面积大：集电区与发射区为同一性质的掺杂半导体，但集电区的掺杂浓度要低，面积要大，便于收集电子。
三极管不是两个PN结的间单拼凑，两个二极管是组成不了一个三极管的！
工艺结构在半导体产业相当重要，PN结不同材料成份、尺寸、排布、掺杂浓度和几何结构，能制成各样各样的元件，包括IC。
三极管电路符号
三极管电流控制原理示意图
三极管基本电路
外加电压使发射结正向偏置，集电结反向偏置。
集/基/射电流关系：
IE = IB + IC
IC = β * IB
如果 IB = 0, 那么 IE = IC = 0
三极管特性曲线
输入特性曲线
集-射极电压UCE为某特定值时，基极电流IB与基-射电压UBE的关系曲线。
UBER是三极管启动的临界电压，它会受集射极电压大小的影响，正常工作时，NPN硅管启动电压约为0.6V；
UBE&UBER时，三极管高绝缘，UBE&UBER时，三极管才会启动；
UCE增大，特性曲线右移，但当UCE&1.0V后，特性曲线几乎不再移动。
输出特性曲线
基极电流IB一定时，集极IC与集-射电压UCE之间的关系曲线，是一组曲线。
当IB=0时, IC→0 ,称为三极管处于截止状态，相当于开关断开;
当IB&0时, IB轻微的变化,会在IC上以几十甚至百多倍放大表现出来;
当IB很大时，IC变得很大，不能继续随IB的增大而增大，三极管失去放大功能，表现为开关导通。
三极管核心功能：
放大功能：小电流微量变化，在大电流上放大表现出来。
开关功能：以小电流控制大电流的通断。
三极管的放大功能
IC = β * IB （其中β≈ 10~400 ）
例：当基极通电流IB=50μA时,集极电流:
IC=βIB=120*50μA=6000μA
微弱变化的电信号通过三极管放大成波幅度很大的电信号，如下图所示：
所以，三极管放大的是信号波幅，三极管并不能放大系统的能量。
能放大多少？
哪要看三极管的放大倍数β值了！
首先β由三极管的材料和工艺结构决定：
如硅三极管β值常用范围为：30~200
锗三极管β值常用范围为：30~100
β值越大，漏电流越大，β值过大的三极管性能不稳定。
其次β会受信号频率和电流大小影响：
信号频率在某一范围内，β值接近一常数，当频率越过某一数值后，β值会明显减少。
β值随集电极电流IC的变化而变化，IC为mA级别时β值较小。一般地，小功率管的放大倍数比大功率管的大。
三极管主要性能参数
三极管性能参数较多，有直流、交流和极限参数之分：
共射直流放大系数
无交变信号输入，共射电路集基电流的比值。β=IC/IB
共基直流放大系数
无交变信号输入，共基极电路集射的比值。
集-射反向电流
基极开路，集-射极间反向电流，又称漏电流、穿透电流。
集极反向电流
射极开路时，集电结反向电流（漏电流）ICEO=βICBO
共射交流放大系数
共射电路，集基电流变化量比值：β=ΔIC/ΔIB
共基交流放大系数
共基电路，集射电流变化量比值：α=ΔIC/ΔIE
共射截止频率
β因频率升高3dB对应的频率
共基截止频率
α因频率升高而下降3dB对应的频率
频率升高，β下降到1时对应的频率。
集极最大电流
集极允许通过的最大电流。
集极最大功率
实际功率过大，三极管会烧坏。
集-射极击穿电压
基极开路时，集-射极耐电压值。
温度对三极管性能的影响
温度几乎影响三极管所有的参数，其中对以下三个参数影响最大。
（1）对放大倍数β的影响：
在基极输入电流IB不变的情况下，集极电流IC会因温度上升而急剧增大。
（2）对反向饱和电流（漏电流）ICEO的影响：
ICEO是由少数载流子漂移运动形成的，它与环境温度关系很大，ICEO随温度上升会急剧增加。温度上升10℃，ICEO将增加一倍。
虽然常温下硅管的漏电流ICEO很小，但温度升高后，漏电流会高达几百微安以上。
（3）对发射结电压UBE的影响：
温度上升1℃，UBE将下降约2.2mV。
温度上升，β、IC将增大，UCE将下降，在电路设计时应考虑采取相应的措施，如远离热源、散热等,克服温度对三极管性能的影响。
三极管的分类
从技术工艺
硅三极管0.6V锗三极管0.3V
一般地：锗管为PNP型硅管为NPN型
PNP型NPN型
按制造工艺
平面型合金型扩散型
高频管多为扩散型低频管多为合金型
低频管&3MHz中频管3~30(MHZ)高频管30~500 (MHZ)超高频管&500MHZ
小功率PCM &0.5W中功率0.5&PCM&1w大功率PCM &1w
功率越大体积越大，散热要求越高。
放大管开关管高反压管光电管带阻尼管数字管
从封装外形
按封装材料
金属封装玻璃封装陶瓷封装塑料封装薄膜封装
塑料封装为主流金属封装成本较高
按封装形式
引线式TO贴片式SOT
贴片式正逐步取代引线式。
三极管命名标识
不同的国家/地区对三极管型号命名方式不同。还有很多厂家使用自己的命名方式。
中国大陆三极管命名方式
2：二极管3：三极管
A：PNP锗B：NPN锗C：PNP硅D：NPN硅
X：低频小功率G：高频小功率D：低频大功率A：高频大功率
例：3DD12X NPN型低频大功率硅三极管
日本三极管型号命名方式
0：光电管1：二极管2：三极管
A：PNP高频管B：PNP低频管C：NPN高频管D：NPN低频管
电子协会登记顺序
例：2SC1895 高频NPN型三极管
美国电子工业协会（EIA）三极管命名方式
JANTX：特军级JANTXV：超特军JANS：宇航级（无）：非军用品
1：二极管2：三极管“n”：n个PN 结元件
EIA注册标识
EIA登记顺序号
例：JANS2N2904 宇航级三极管
欧洲三极管命名方式
A：锗管B：硅管
C：低频小功率D：低频大功率F：高频小功率L：高频大功率
登记顺序号
例：BC208A 硅材料低频小功率三极管
三极管封装及管脚排列方式
关于封装：
三极管设计额定功率越大，其体积就越大，又由于封装技术的不断更新发展，所以三极管有多种多样的封装形式。
当前，塑料封装是三极管的主流封装形式，其中“TO”和“SOT”形式封装最为常见。
关于管脚排列：
不同品牌、不同封装的三极管管脚定义不完全一样的，一般地，有以上规律：
规律一：对中大功率三极管，集电极明显较粗大甚至以大面积金属电极相连，多处于基极和发射极之间；
规律二：对贴片三极管，面向标识时，左为基极，右为发射极，集电极在另一边；
基极 — B 集电极 — C 发射极 — E
三极管的选用原则
考虑三极管的性能极限，按“2/3”安全原则选择合适的性能参数。:
集极电流IC:
IC &2 / 3 *ICM
ICM 集极最大允许电流
当 IC&ICM时，三极管β值减小，失去放大功能。
集极功率PW:
PW & 2 / 3 *PCM
PCM集极最大允许功率。
当PW & PCM 三极管将烧坏。
集-射反向电压UCE:
UCE & 2 / 3*UBVCEO
UBVCEO基极开路时,集-射反向击穿电压
集/射极间电压UCE&UBVCEO时，三极管产生很大的集电极电流击穿,造成永久性损坏。
工作频率：
? = 15% * ?T
?T — 特征频率
随着工作频率的升高，三极管的放大能力将会下降，对应于β=1 时的频率?T叫作三极管的特征频率。
此外，还应考虑体积成本，优先选用贴片式三极管。
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今日搜狐热点知道三极管的3个脚的电压，怎么判断它的类型，材料，管脚的极性
知道三极管的3个脚的电压，怎么判断它的类型，材料，管脚的极性
比如：1脚为5V，2脚为2V，3脚为1.4V
从你的例子看很明显是一个NPN型硅三极管，：1脚为c，2脚为b，3脚为e.
原因很简单：
（1）判断类型：硅管，锗管。
因为三极管中be的电压：硅管为0.6 左右， 锗管0.2左右
（现在使用的98%都是硅管。） 本例：0.6（2-1.4）硅管
（2）判断管脚:e，b，c。
由前面知道了压差，由此可以判别基极b和发射极e。原则是从三个脚的电压大小里，中间的数字的电压就是基极b，与它相差0.6的就是发射极e，另外一个当然就是集电极c了。
本例：2V为中间的数字的电压，为基极b；1.4v与它相差0.6，为发射极e；另外一个5v就是集电极c。
（3）判断类型：NPN;PNP。
从上一步中，如果基极b比发射极e高，就属于NPN型，（在NPN型里，集电极电压最高，发射极最低）
反之，如果基极b比发射极e低，就属于PNP型，（在PNP型里，集电极电压最低，发射极最高）
本例：如果基极b（2v）比发射极e（1.4v）高，属于NPN型
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