三极管的工作原理

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1、学电子跟我来FOLLOWME作者潘平仲三极管的工作原理三极管是最重要的电子器件。如果没有三极管使发射结和集电结靠的非常近；基区掺杂量极少，的发明，就没有今天的电子电路技术和微电子技术。所以内部的载流子（空穴）数量也极少；发射区掺美国科学家巴丁制作成功世界上第一只半导体三极杂量很大，所以内部载流子（电子）数量非常多；管，他因此而获得若贝尔奖。三极管最重要的特性集电结的面积要比发射结大得多。正是这几个特点，之一，是可以以小电流控制大电流，使信号放大成三极管才具备了控制电流的功能，成为最重要的电为可能。如何

2、实现信号放大并加以利用，这正是模子器件。拟电子技术需要研究的核心内容。二、三极管分类一、三极管内部结构及特点1.以制作材料分，根据制作的半导体材料不同，在普通三极管的外形如图1（a），其内部结构可以分为硅三极管和锗三极管。如图1（b）所示，可以简要地把它归纳为“两结三2.以结构极性分，在制造中，如果基片是P区三极”。“两结”是发射结和集电结，“三区”是发型半导体，则两侧制作形成N型区，它的极性是射区、基区、集电区，“三极”是从三区分别引出的NPN；当然基片也可以是N型半导体，那么两侧制三个电极，即发射

3、极、基极和集电极。作形成P型区，它的极性就是PNP。PNP型三极管发射结集电结和NPN型三极管在工作原理上是相同的，但内部流动的主体载流子极性是不同的，在工作中对所使用NNP的直流电源的正负极性要求也是不同的，电路符号也不一样。图2给出了两种不同极性三极管的电路ECBEBC符号，在判读电路时要予以注意。发射极基极集电极（a）（b）EEPNNPPNCC图1三极管由两个PN结组成，但要注意，它们是BB一体的，而不是独立的。用两个二极管无论如何不可能组成一个三极管。三极管的制作过程大体是这样的：在厚度极薄（

4、微米级）的P型半导体基片的两侧，掺入大量的5价元素，形成两个N型区，因图2此出现了两个同体且彼此十分靠近的PN结，这就3.以工作频率分,可以分为低频三极管、高频是发射结和集电结。这两个PN结将三极管分成三三极管和超高频三极管。一般说来，高频三极管也个区域，通常把它们称作发射区、基区、集电区。可以工作于低频段，但低频三极管绝对不可以工作从这三个区引出三个电极，就是发射极、基极和集于高频段，这一点要引起注意。电极，分别用字母E、B、C来表示。4.以输出功率分,可以分为小功率三极管、中三极管结构中最主要的特

5、点是：基区非常薄，功率三极管和大功率三极管。小功率三极管体积很63学电子跟我来FOLLOWME小，输出功率只有几十到几百毫瓦。大功率三极管电子，受到集电结反偏电压的吸引，穿越了基区到的输出功率可以达到几十瓦以上。大功率三极管在达集电区，形成集电极电流。只有少量的电子在输出功率的同时，自身功率损耗也很大，所以它一基区与空穴复合（因为基区空穴数量很少），形成基般有金属壳或散热板，以便于工作时给它配上散热极电流。发射结加的正偏压（）越大，单位器。时间里从发射区到达基区的电子数量（）就越多，三极管还有其它几种

6、分类方法，这里不再介绍。在集电结反偏压（）的作用下穿越基区到达集电区的电子数量也越多。而且，大量实验证明，三三、三极管电流放大原理极管一旦制成，在放大条件下，穿越基区到达集电区的电子数量与在基区同空穴复合的电子数量总是三极管有3种工作状态：放大状态、饱和状态成一定比例的，而且总比大得多。即和截止状态。在模拟电路中主要应用它的放大状态，（常数）而在数字逻辑电路中，主要应用的是它的饱和与截止状态。我们把称作共射极电流放大系数，其值大约三极管工作于何种状态，是与外部提供的条件在20~150之间。也就是说集电

7、极电流总是比基极密切相关的。电流大20倍到150倍左右。若发射结处于正向偏置，集电结处于反向偏置，这是三极管最重要的特性，说明在放大条件下，三极管就处于放大状态，或者说它工作于放大区。只要改变三极管任意一个电极的电流，就可以控制若发射结处于正向偏置，集电结也处于正向偏其它两个电极的电流作相应变化。这一重要特性可置，三极管就处于饱和状态，或者说它工作于饱和区。以用下面两个公式来表达：若发射结处于反向偏置，则无论集电结处于何——————（1）种偏置，三极管都处于截止状态，这时它工作于截——————（2）止

8、区。举一个实例来说明：某三极管处于放大现在我们以NPN型三极管为例，专门来研究状态，测出集电极电流，基极电流三极管放大状态的特点。，问发射极电流电流放大系首先以发射极为电位参考点给发射结加上正向数偏置，如图3（a）所示。根据公式（1）可以推导出发射极电流由于发射区有大量的载流子——自由电子，在正向电压作用下，大量电子将从发射区向基区流动，格据公式（2）可以算出电流放大系数形成电流，电流方向如图所标。然后我们再给集电结加上反向偏置，如图3（b）所示。如果将