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详解三极管工作原理

半导体三极管，又称为双极结型晶体管（bipolarjunctiontransistor,BJT）。

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，它有诸多别称：

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。

真空电子管存在粗笨、耗能、反应慢等缺陷。

二战时，军事上急切需要一种稳定可靠、迅速敏捷的电信号放大元件，研究成果在二战结束后获得。

初期，由于锗晶体较易获得，重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.

三极管关键构造

三极管是两个背对背的PN结构成，可以是NPN组合，也或以是PNP组合，内部发射区高掺杂，基区很薄，集电结面积大。

三极管构造示意图：

三极管关键功能

放大功能：小电流微量变化，在大电流上放大体现出来；

开关功能：以小电流控制大电流的通断。

三极管的三个工作状态

三极管是一种以b(基极)电流Ib来驱动流过CE的电流Ic的器件，它的工作原理很像一种可控制的阀门；三极管的工作状态有四个，放大、截止、饱和、倒置。

集/基/射电流关系：

IE=IB+IC

IC=β*IB

假如IB=0,那么IE=IC=0

(注意：NPN型三极管，电流从基极/集电极流进，发射极流出，即：IE=IB+IC)

当IB=0时,IC→0,称为三极管处在截止状态，相称于开关断开;

当IB0时,IB轻微的变化,会在IC上以几十甚至百多倍放大体现出来;

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，体现为开关导通。

集/基/射电压关系：

工作状态 发射结电压Ube 集电结电压Ubc

放大

正偏 反偏

截止 反向 反向

饱和 正向 正向

倒置 反向 正向

注意：

三极管再放大电路中，IC=β*IB，β为放大系数（100~1200），RL为集电极限流电阻，当基极电流再增大时，集电极电流已不会再增大；

三极管在开关（截止/饱和）电路中，防止IB电流变得很大，导致前级电路或者是三极管损坏，因此，RB为基极限流电阻。

判断练习：

硅管还是锗管？

三极管的型号？

工作状态？