晶體三極管的電流放大作用
晶體三極管具有電流放大作用，其實(shí)質(zhì)是三極管能以基極電流微小的變化量來(lái)控制集電極電流較大的變化量。這是三極管最基本的和最重要的特性。我們將ΔIc/ΔIb的比值稱為晶體三極管的電流放大倍數(shù)，用符號(hào)“β”表示。電流放大倍數(shù)對(duì)于某一只三極管來(lái)說(shuō)是一個(gè)定值，但隨著三極管工作時(shí)基極電流的變化也會(huì)有一定的改變。
晶體三極管的三種工作狀態(tài)
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)。
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(duì)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)。
飽和導(dǎo)通狀態(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)。
根據(jù)三極管工作時(shí)各個(gè)電極的電位高低，就能判別三極管的工作狀態(tài)，因此，電子維修人員在維修過(guò)程中，經(jīng)常要拿多用電表測(cè)量三極管各腳的電壓，從而判別三極管的工作情況和工作狀態(tài)。
三極管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的電信號(hào)變成一定強(qiáng)度的信號(hào)，當(dāng)然這種轉(zhuǎn)換仍然遵循能量守恒，它只是把電源的能量轉(zhuǎn)換成信號(hào)的能量罷了。三極管有一個(gè)重要參數(shù)就是電流放大系數(shù)β。當(dāng)三極管的基極上加一個(gè)微小的電流時(shí)，在集電極上可以得到一個(gè)是注入電流β倍的電流，即集電極電流。集電極電流隨基極電流的變化而變化，并且基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化，這就是三極管的放大作用。
三極管還可以作電子開關(guān)，配合其它元件還可以構(gòu)成振蕩器。
半導(dǎo)體三極管除了構(gòu)成放大器和作開關(guān)元件使用外，還能夠做成一些可獨(dú)立使用的兩端或三端器件
（1）擴(kuò)流。
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，其最大輸出電流由大功率三極管的特性決定，見附圖9（a）。圖9（b）為電容容量擴(kuò)大電路。利用三極管的電流放大作用，將電容容量擴(kuò)大若干倍。這種等效電容和一般電容器一樣，可浮置工作，適用于在長(zhǎng)延時(shí)電路中作定時(shí)電容。用穩(wěn)壓二極管構(gòu)成的穩(wěn)壓電路雖具有簡(jiǎn)單、元件少、制作經(jīng)濟(jì)方便的優(yōu)點(diǎn)，但由于穩(wěn)壓二極管穩(wěn)定電流一般只有數(shù)十毫安，因而決定了它只能用在負(fù)載電流不太大的場(chǎng)合。圖9（c）可使原穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電流及動(dòng)態(tài)電阻范圍得到較大的擴(kuò)展，穩(wěn)定性能可得到較大的改善。
（2）代換。
圖9（d）中的兩只三極管串聯(lián)可直接代換調(diào)光臺(tái)燈中的雙向觸發(fā)二極管；圖9（e）中的三極管可代用 8V 左右的穩(wěn)壓管。圖9（f）中的三極管可代用 30V 左右的穩(wěn)壓管。上述應(yīng)用時(shí)，三極管的基極均不使用。
（3）模擬。
用三極管夠成的電路還可以模擬其它元器件。大功率可變電阻價(jià)貴難覓，用圖9（g）電路可作模擬品，調(diào)節(jié)510電阻的阻值，即可調(diào)節(jié)三極管C、E兩極之間的阻抗，此阻抗變化即可代替可變電阻使用。圖9（h）為用三極管模擬的穩(wěn)壓管。其穩(wěn)壓原理是：當(dāng)加到A、B兩端的輸入電壓上升時(shí)，因三極管的B、E結(jié)壓降基本不變，故R2兩端壓降上升，經(jīng)過(guò)R2的電流上升，三極管發(fā)射結(jié)正偏增強(qiáng)，其導(dǎo)通性也增強(qiáng)，C、E極間呈現(xiàn)的等效電阻減小，壓降降低，從而使AB端的輸入電壓下降。調(diào)節(jié)R2即可調(diào)節(jié)此模擬穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值。
半導(dǎo)體三極管也稱為晶體三極管，可以說(shuō)它是電子電路中最重要的器件。它最主要的功能是電流放大和開關(guān)作用。三極管顧名思義具有三個(gè)電極。二極管是由一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成的，而三極管由兩個(gè)PN結(jié)構(gòu)成，共用的一個(gè)電極成為三極管的基極（用字母b表示）。其他的兩個(gè)電極成為集電極（用字母c表示）和發(fā)射極（用字母e表示）。由于不同的組合方式，形成了一種是NPN型的三極管，另一種是PNP型的三極管。
三極管的種類很多，并且不同型號(hào)各有不同的用途。三極管大都是塑料封裝或金屬封裝，常見三極管的外觀如圖，大的很大，小的很小。三極管的電路符號(hào)有兩種：有一個(gè)箭頭的電極是發(fā)射極，箭頭朝外的是NPN型三極管，而箭頭朝內(nèi)的是PNP型。實(shí)際上箭頭所指的方向是電流的方向。
電子制作中常用的三極管有90××系列，包括低頻小功率硅管9013（NPN）、9012（PNP），低噪聲管9014（NPN），高頻小功率管9018（NPN）等。它們的型號(hào)一般都標(biāo)在塑殼上，而樣子都一樣，都是TO-92標(biāo)準(zhǔn)封裝。在老式的電子產(chǎn)品中還能見到3DG6（低頻小功率硅管）、3AX31（低頻小功率鍺管）等，它們的型號(hào)也都印在金屬的外殼上。我國(guó)生產(chǎn)的晶體管有一套命名規(guī)則，電子愛好者最好還是了解一下：
第一部分的3表示為三極管。第二部分表示器件的材料和結(jié)構(gòu)，A： PNP型鍺材料 B： NPN型鍺材料 C： PNP型硅材料 D： NPN型硅材料 第三部分表示功能，U：光電管 K：開關(guān)管 X：低頻小功率管 G：高頻小功率管 D：低頻大功率管 A：高頻大功率管。另外，3DJ型為場(chǎng)效應(yīng)管，BT打頭的表示半導(dǎo)體特殊元件。
三極管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的電信號(hào)變成一定強(qiáng)度的信號(hào)，當(dāng)然這種轉(zhuǎn)換仍然遵循能量守恒，它只是把電源的能量轉(zhuǎn)換成信號(hào)的能量罷了。三極管有一個(gè)重要參數(shù)就是電流放大系數(shù)β。當(dāng)三極管的基極上加一個(gè)微小的電流時(shí)，在集電極上可以得到一個(gè)是注入電流β倍的電流，即集電極電流。集電極電流隨基極電流的變化而變化，并且基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化，這就是三極管的放大作用。
三極管還可以作電子開關(guān)，配合其它元件還可以構(gòu)成振蕩器
三極管的放大作用
下面以NPN型三極管為例，來(lái)討論三極管的放大作用。
圖a所示的NPN三極管的結(jié)構(gòu)，由于內(nèi)部存在兩個(gè)PN結(jié)，表面看來(lái)，似乎相當(dāng)于兩個(gè)二極管背靠背地串聯(lián)在一起，如下左圖所示，但是假設(shè)將兩個(gè)單獨(dú)的二極管如下右圖所示地連接起來(lái)，將會(huì)發(fā)現(xiàn)它們并不具有放大作用。為了使三極管實(shí)現(xiàn)放大，還必須由三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部所加電源的極性兩方面的條件來(lái)保證。
從三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)看，主要有兩個(gè)持點(diǎn)。第一，發(fā)射區(qū)進(jìn)行高摻雜，因而其中的多數(shù)載流子濃度很高。NPN三極管的發(fā)射區(qū)為N型，（其中的多子是電子），所以電子的濃度很高。第二，基區(qū)做得很薄，通常只有幾微米到幾十微米，而且摻雜比較少，則基區(qū)中多子的濃度很低。NPN三極管的基區(qū)為P型，（其中的多子空穴）的濃度相對(duì)很低。
三極管放大的外部條件：外加電源的極性應(yīng)使發(fā)射結(jié)處于正向偏置狀態(tài)，而集電結(jié)處于反向偏置狀態(tài)。
1．發(fā)射 由于發(fā)射結(jié)正向偏置，因而外加電場(chǎng)有利于多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。又因?yàn)榘l(fā)射區(qū)的多子電子的濃度很高，于是發(fā)射區(qū)發(fā)射出大量的電子。這些電子越過(guò)發(fā)射結(jié)到達(dá)基區(qū)，形成電子電流。因?yàn)殡娮訋ж?fù)電，所以電子電流的方向與電子流動(dòng)的方向相反，見圖1.3.5(a)和(b)。與此同時(shí)，基區(qū)中的多子空穴也向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散而形成空穴電流，上述電子電流和空穴電流的總和就是發(fā)射極電流
。由于基區(qū)中空穴的濃度比發(fā)射區(qū)中電子的濃度低得多，因此與電子電流相比，
空穴電流可以忽略，可以認(rèn)為，
主要由發(fā)射區(qū)發(fā)射的電子電流所產(chǎn)生。
晶體三極管，是最常用的基本元器件之一，晶體三極管的作用主要是電流放大，他是電子電路的核心元件，現(xiàn)在的大規(guī)模集成電路的基本組成部分也就是晶體三極管。
三極管基本機(jī)構(gòu)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)把正塊半導(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， 從三個(gè)區(qū)引出相應(yīng)的電極，分別為基極b發(fā)射極e和集電極c。發(fā)射區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)叫發(fā)射結(jié)，集電區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)叫集電極?；鶇^(qū)很薄，而發(fā)射區(qū)較厚，雜質(zhì)濃度大，PNP型三極管發(fā)射區(qū)"發(fā)射"的是空穴，其移動(dòng)方向與電流方向一致，故發(fā)射極箭頭向里；NPN型三極管發(fā)射區(qū)"發(fā)射"的是自由電子，其移動(dòng)方向與電流方向相反，故發(fā)射極箭頭向外。發(fā)射極箭頭向外。發(fā)射極箭頭指向也是PN結(jié)在正向電壓下的導(dǎo)通方向。硅晶體三極管和鍺晶體三極管都有PNP型和NPN型兩種類型。
三極管是一種控制元件，三極管的作用非常的大，可以說(shuō)沒有三極管的發(fā)明就沒有現(xiàn)代信息社會(huì)的如此多樣化，電子管是他的前身，但是電子管體積大耗電量巨大，現(xiàn)在已經(jīng)被淘汰。三極管主要用來(lái)控制電流的大小，以共發(fā)射極接法為例（信號(hào)從基極輸入，從集電極輸出，發(fā)射極接地），當(dāng)基極電壓UB有一個(gè)微小的變化時(shí)，基極電流IB也會(huì)隨之有一小的變化，受基極電流IB的控制，集電極電流IC會(huì)有一個(gè)很大的變化，基極電流IB越大，集電極電流IC也越大，反之，基極電流越小，集電極電流也越小，即基極電流控制集電極電流的變化。但是集電極電流的變化比基極電流的變化大得多，這就是三極管的電流放大作用。
剛才說(shuō)了電流放大是晶體三極管的作用，其實(shí)質(zhì)是三極管能以基極電流微小的變化量來(lái)控制集電極電流較大的變化量。這是三極管最基本的和最重要的特性。我們將ΔIc/ΔIb的比值稱為晶體三極管的電流放大倍數(shù)，用符號(hào)“β”表示。電流放大倍數(shù)對(duì)于某一只三極管來(lái)說(shuō)是一個(gè)定值，但隨著三極管工作時(shí)基極電流的變化也會(huì)有一定的改變。根據(jù)三極管的作用我們分析它可以把微弱的電信號(hào)變成一定強(qiáng)度的信號(hào)，當(dāng)然這種轉(zhuǎn)換仍然遵循能量守恒，它只是把電源的能量轉(zhuǎn)換成信號(hào)的能量罷了。三極管有一個(gè)重要參數(shù)就是電流放大系數(shù)β。當(dāng)三極管的基極上加一個(gè)微小的電流時(shí)，在集電極上可以得到一個(gè)是注入電流β倍的電流，即集電極電流。集電極電流隨基極電流的變化而變化，并且基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化，這就是三極管的放大作用。三極管的作用還有電子開關(guān)，配合其它元件還可以構(gòu)成振蕩器，此外三極管還有穩(wěn)壓的作用。
三極管原理--我見過(guò)最通俗講法三極管原理對(duì)三極管放大作用的理解，切記一點(diǎn)：能量不會(huì)無(wú)緣無(wú)故的產(chǎn)生，所以，三極管一定不會(huì)產(chǎn)生能量。但三極管厲害的地方在于：它可以通過(guò)小電流控制大電流。放大的原理就在于：通過(guò)小的交流輸入，控制大的靜態(tài)直流。假設(shè)三極管是個(gè)大壩，這個(gè)大壩奇怪的地方是，有兩個(gè)閥門，一個(gè)大閥門，一個(gè)小閥門。小閥門可以用人力打開，大閥門很重，人力是打不開的，只能通過(guò)小閥門的水力打開。所以，平常的工作流程便是，每當(dāng)放水的時(shí)候，人們就打開小閥門，很小的水流涓涓流出，這涓涓細(xì)流沖擊大閥門的開關(guān)，大閥門隨之打開，洶涌的江水滔滔流下。如果不停地改變小閥門開啟的大小，那么大閥門也相應(yīng)地不停改變，假若能嚴(yán)格地按比例改變，那么，完美的控制就完成了。在這里，Ube就是小水流，Uce就是大水流，人就是輸入信號(hào)。當(dāng)然，如果把水流比為電流的話，會(huì)更確切，因?yàn)槿龢O管畢竟是一個(gè)電流控制元件。如果某一天，天氣很旱，江水沒有了，也就是大的水流那邊是空的。管理員這時(shí)候打開了小閥門，盡管小閥門還是一如既往地沖擊大閥門，并使之開啟，但因?yàn)闆]有水流的存在，所以，并沒有水流出來(lái)。這就是三極管中的截止區(qū)。飽和區(qū)是一樣的，因?yàn)榇藭r(shí)江水達(dá)到了很大很大的程度，管理員開的閥門大小已經(jīng)沒用了。如果不開閥門江水就自己沖開了，這就是二極管的擊穿。在模擬電路中，一般閥門是半開的，通過(guò)控制其開啟大小來(lái)決定輸出水流的大小。沒有信號(hào)的時(shí)候，水流也會(huì)流，所以，不工作的時(shí)候，也會(huì)有功耗。而在數(shù)字電路中，閥門則處于開或是關(guān)兩個(gè)狀態(tài)。當(dāng)不工作的時(shí)候，閥門是完全關(guān)閉的，沒有功耗。你后面的那些關(guān)于飽和區(qū)、截止區(qū)的比喻描述的有點(diǎn)問(wèn)題，但是你肯定是知道這些原理的，呵呵。引用你的比喻，我修改一下吧：截止區(qū)：應(yīng)該是那個(gè)小的閥門開啟的還不夠(Ube<Uon），不能打開打閥門，這種情況是截止區(qū)。飽和區(qū)：應(yīng)該是小的閥門開啟的太大了。
