三極管的工作原理
三極管是電流放大器件，有三個極，分別叫做集電極C，基極B，發(fā)射極E。分成NPN和PNP兩種。我們僅以NPN三極管的共發(fā)射極放大電路為例來說明一下三極管放大電路的基本原理。
三極管的電流放大作用與其物理結(jié)構(gòu)有關(guān)，三極管內(nèi)部進行的物理過程是十分復雜的，初學者暫時不必去深入探討。從應用的角度來講，可以把三極管看作是一個電流分配器。一個三極管制成后，它的三個電流之間的比例關(guān)系就大體上確定了
一、電流放大
下面的分析僅對于NPN型硅三極管。如上圖所示，我們把從基極B流至發(fā)射極E的電流叫做基極電流Ib；把從集電極C流至發(fā)射極E的電流叫做集電極電流 Ic。這兩個電流的方向都是流出發(fā)射極的，所以發(fā)射極E上就用了一個箭頭來表示電流的方向。三極管的放大作用就是：集電極電流受基極電流的控制（假設(shè)電源 能夠提供給集電極足夠大的電流的話），并且基極電流很小的變化，會引起集電極電流很大的變化，且變化滿足一定的比例關(guān)系：集電極電流的變化量是基極電流變 化量的β倍，即電流變化被放大了β倍，所以我們把β叫做三極管的放大倍數(shù)（β一般遠大于1，例如幾十，幾百）。如果我們將一個變化的小信號加到基極跟發(fā)射 極之間，這就會引起基極電流Ib的變化，Ib的變化被放大后，導致了Ic很大的變化。如果集電極電流Ic是流過一個電阻R的，那么根據(jù)電壓計算公式 U=R*I 可以算得，這電阻上電壓就會發(fā)生很大的變化。我們將這個電阻上的電壓取出來，就得到了放大后的電壓信號了。
二、偏置電路
三極管在實際的放大電路中使用時，還需要加合適的偏置電路。這有幾個原因。首先是由于三極管BE結(jié)的非線性（相當于一個二極管），基極電流必須在輸入電壓 大到一定程度后才能產(chǎn)生（對于硅管，常取0.7V）。當基極與發(fā)射極之間的電壓小于0.7V時，基極電流就可以認為是0。但實際中要放大的信號往往遠比 0.7V要小，如果不加偏置的話，這么小的信號就不足以引起基極電流的改變（因為小于0.7V時，基極電流都是0）。如果我們事先在三極管的基極上加上一 個合適的電流（叫做偏置電流，上圖中那個電阻Rb就是用來提供這個電流的，所以它被叫做基極偏置電阻），那么當一個小信號跟這個偏置電流疊加在一起時，小 信號就會導致基極電流的變化，而基極電流的變化，就會被放大并在集電極上輸出。另一個原因就是輸出信號范圍的要求，如果沒有加偏置，那么只有對那些增加的 信號放大，而對減小的信號無效（因為沒有偏置時集電極電流為0，不能再減小了）。而加上偏置，事先讓集電極有一定的電流，當輸入的基極電流變小時，集電極 電流就可以減??；當輸入的基極電流增大時，集電極電流就增大。這樣減小的信號和增大的信號都可以被放大了。
三、開關(guān)作用
下面說說三極管的飽和情況。像上面那樣的圖，因為受到電阻 Rc的限制（Rc是固定值，那么最大電流為U/Rc，其中U為電源電壓），集電極電流是不能無限增加下去的。當基極電流的增大，不能使集電極電流繼續(xù)增大 時，三極管就進入了飽和狀態(tài)。一般判斷三極管是否飽和的準則是：Ib*β〉Ic。進入飽和狀態(tài)之后，三極管的集電極跟發(fā)射極之間的電壓將很小，可以理解為 一個開關(guān)閉合了。這樣我們就可以拿三極管來當作開關(guān)使用：當基極電流為0時，三極管集電極電流為0（這叫做三極管截止），相當于開關(guān)斷開；當基極電流很 大，以至于三極管飽和時，相當于開關(guān)閉合。如果三極管主要工作在截止和飽和狀態(tài)，那么這樣的三極管我們一般把它叫做開關(guān)管。
四、工作狀態(tài)
如果我們在上面這個圖中，將電阻Rc換成一個燈泡，那么當基極電流為0時，集電極電流為0，燈泡滅。如果基極電流比較大時（大于流過燈泡的電流除以三極管 的放大倍數(shù) β），三極管就飽和，相當于開關(guān)閉合，燈泡就亮了。由于控制電流只需要比燈泡電流的β分之一大一點就行了，所以就可以用一個小電流來控制一個大電流的通 斷。如果基極電流從0慢慢增加，那么燈泡的亮度也會隨著增加（在三極管未飽和之前）。
三極管的作用
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。
三極管基本機構(gòu)是在一塊半導體基片上制作兩個相距很近的PN結(jié)，兩個PN結(jié)把正塊半導體分成三部分，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， 從三個區(qū)引出相應的電極，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。基區(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，可以說沒有三極管的發(fā)明就沒有現(xiàn)代信息社會的如此多樣化，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。三極管主要用來控制電流的大小，以共發(fā)射極接法為例（信號從基極輸入，從集電極輸出，發(fā)射極接地），當基極電壓UB有一個微小的變化時，基極電流IB也會隨之有一小的變化，受基極電流IB的控制，集電極電流IC會有一個很大的變化，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。
剛才說了電流放大是晶體三極管的作用，其實質(zhì)是三極管能以基極電流微小的變化量來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“β”表示。電流放大倍數(shù)對于某一只三極管來說是一個定值，但隨著三極管工作時基極電流的變化也會有一定的改變。根據(jù)三極管的作用我們分析它可以把微弱的電信號變成一定強度的信號，當然這種轉(zhuǎn)換仍然遵循能量守恒，它只是把電源的能量轉(zhuǎn)換成信號的能量罷了。三極管有一個重要參數(shù)就是電流放大系數(shù)β。當三極管的基極上加一個微小的電流時，在集電極上可以得到一個是注入電流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。
三極管參數(shù)
1、共射電流放大系數(shù)
在共射極放大電路中，若交流輸入信號為零，則管子各極間的電壓和電流都是直流量，此時的集電極電流IC和基極電流IB的比就是 ， 稱為共射直流電流放大系數(shù)。
當共射極放大電路有交流信號輸入時，因交流信號的作用，必然會引起IB的變化，相應的也會引起IC的變化，兩電流變化量的比稱為共射交流電流放大系數(shù)β
上述兩個電流放大系數(shù) 和β的含義雖然不同，但工作在輸出特性曲線放大區(qū)平坦部分的三極管，兩者的差異極小，可做近似相等處理，故在今后應用時，通常不加區(qū)分，直接互相替代使用。
由于制造工藝的分散性，同一型號三極管的β值差異較大。常用的小功率三極管，β值一般為20～100。β過小，管子的電流放大作用小，β過大，管子工作的穩(wěn)定性差，一般選用β在40～80之間的管子較為合適。
2、極間反向飽和電流ICBO和ICEO
（1）集電結(jié)反向飽和電流ICBO是指發(fā)射極開路，集電結(jié)加反向電壓時測得的集電極電流。常溫下，硅管的ICBO在nA（10-9）的量級，通常可忽略。
（2）集電極-發(fā)射極反向電流ICEO是指基極開路時，集電極與發(fā)射極之間的反向電流，即穿透電流，穿透電流的大小受溫度的影響較大，穿透電流小的管子熱穩(wěn)定性好。
3、極限參數(shù)
（1）集電極最大允許電流
晶體管的集電極電流IC在相當大的范圍內(nèi)β值基本保持不變，但當IC的數(shù)值大到一定程度時，電流放大系數(shù)β值將下降。使β明顯減少的IC即為ICM。為了使三極管在放大電路中能正常工作，IC不應超過ICM。
（2）集電極最大允許功耗
晶體管工作時、集電極電流在集電結(jié)上將產(chǎn)生熱量，產(chǎn)生熱量所消耗的功率就是集電極的功耗，
功耗與三極管的結(jié)溫有關(guān)，結(jié)溫又與環(huán)境溫度、管子是否有散熱器等條件相關(guān)。根據(jù)5-7式可在輸出特性曲線上作出三極管的允許功耗線，如圖5-8所示。功耗線的左下方為安全工作區(qū)，右上方為過損耗區(qū)。
（3）反向擊穿電壓
反向擊穿電壓是指基極開路時，加在集電極與發(fā)射極之間的最大允許電壓。使用中如果管子兩端的電壓，集電極電流IC將急劇增大，這種現(xiàn)象稱為擊穿。管子擊穿將造成三極管永久性的損壞。三極管電路在電源EC的值選得過大時，有可能會出現(xiàn)，當管子截止時，導致三極管擊穿而損壞的現(xiàn)象。一般情況下，三極管電路的電源電壓應小于反向電壓
4、溫度對三極管參數(shù)的影響
幾乎所有的三極管參數(shù)都與溫度有關(guān)，因此不容忽視。溫度對下列的三個參數(shù)影響最大。
（1）對β的影響：
三極管的β隨溫度的升高將增大，溫度每上升l℃，β值約增大0.5～1％，其結(jié)果是在相同的IB情況下，集電極電流IC隨溫度上升而增大。
（2）對反向飽和電流ICEO的影響：
ICEO是由少數(shù)載流子漂移運動形成的，它與環(huán)境溫度關(guān)系很大，ICEO隨溫度上升會急劇增加。溫度上升10℃，ICEO將增加一倍。由于硅管的ICEO很小，所以，溫度對硅管ICEO的影響不大。
（3）對發(fā)射結(jié)電壓ube的影響：
和二極管的正向特性一樣，溫度上升1℃，ube將下降2～2.5mV。
綜上所述，隨著溫度的上升，β值將增大，iC也將增大，uCE將下降，這對三極管放大作用不利，使用中應采取相應的措施克服溫度的影響。
三極管的參數(shù)反映了三極管各種性能的指標，是分析三極管電路和選用三極管的依據(jù)。
一、電流放大系數(shù)
1．共發(fā)射極電流放大系數(shù)
（1）共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)，它表示三極管在共射極連接時，某工作點處直流電流IC與IB的比值，當忽略ICBO時
（2）共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)β它表示三極管共射極連接、且UCE恒定時，集電極電流變化量ΔIC與基極電流變化量ΔIB之比，即
管子的β值大小時，放大作用差；β值太大時，工作性能不穩(wěn)定。因此，一般選用β為30～80的管子。
2．共基極電流放大系數(shù)
共基極直流電流放大系數(shù)它表示三極管在共基極連接時，某工作點處IC 與 IE的比值。在忽略ICBO的情況下
（2）共基極交流電流放大系數(shù)α，它表示三極管作共基極連接時，在UCB 恒定的情況下，IC和IE的變化量之比，即：
通常在ICBO很小時，與β，與α相差很小，因此，實際使用中經(jīng)?；煊枚患訁^(qū)別。
二、極間反向電流
1．集-基反向飽和電流ICBO
ICBO是指發(fā)射極開路，在集電極與基極之間加上一定的反向電壓時，所對應的反向電流。它是少子的漂移電流。在一定溫度下，ICBO 是一個常量。隨著溫度的升高ICBO將增大，它是三極管工作不穩(wěn)定的主要因素。在相同環(huán)境溫度下，硅管的ICBO比鍺管的ICBO小得多。
2．穿透電流ICEO
ICEO是指基極開路，集電極與發(fā)射極之間加一定反向電壓時的集電極電流。
該電流好象從集電極直通發(fā)射極一樣，故稱為穿透電流。ICEO和ICBO一樣，也是衡量三極管熱穩(wěn)定性的重要參數(shù)。
三、頻率參數(shù)
頻率參數(shù)是反映三極管電流放大能力與工作頻率關(guān)系的參數(shù)，表征三極管的頻率適用范圍。
1．共射極截止頻率fβ
三極管的β值是頻率的函數(shù)，中頻段β=βo幾乎與頻率無關(guān)，但是隨著頻率的增高，β值下降。當β值下降到中頻段βO1／倍時，所對應的頻率，稱為共射極截止頻率，用fβ表示。
2．特征頻率fT
當三極管的β值下降到β＝1時所對應的頻率，稱為特征頻率。在fβ～fT的范圍內(nèi)，β值與f幾乎成線性關(guān)系，f越高，β越小，當工作頻率f＞fT，時，三極管便失去了放大能力。
四、極限參數(shù)
1．最大允許集電極耗散功率PCM
PCM 是指三極管集電結(jié)受熱而引起晶體管參數(shù)的變化不超過所規(guī)定的允許值時，集電極耗散的最大功率。當實際功耗Pc大于PCM時，不僅使管子的參數(shù)發(fā)生變化，甚至還會燒壞管子。
當已知管子的PCM 時，利用上式可以在輸出特性曲線上畫出PCM 曲線。
2．最大允許集電極電流ICM
當IC很大時，β值逐漸下降。一般規(guī)定在β值下降到額定值的2／3（或1／2）時所對應的集電極電流為ICM當IC＞ICM時，β值已減小到不實用的程度，且有燒毀管子的可能。
3．反向擊穿電壓BVCEO與BVCEO
BVCEO是指基極開路時，集電極與發(fā)射極間的反向擊穿電壓。
BVCBO是指發(fā)射極開路時，集電極與基極間的反向擊穿電壓。一般情況下同一管子的
BVCEO（0.5～0.8）BVCBO 。三極管的反向工作電壓應小于擊穿電壓的（1／2～1／3），以保證管子安全可靠地工作。
三極管的3個極限參數(shù)PCM 、ICM、BVCEO和前面講的臨界飽和線 、截止線所包圍的區(qū)域，便是三極管安全工作的線性放大區(qū)。一般作放大用的三極管，均須工作于此區(qū)。
三極管符號
半導體三極管也稱為晶體三極管,可以說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電極。二極管是由一個PN結(jié)構(gòu)成的,而三極管由兩個PN結(jié)構(gòu)成,共用的一個電極成為三極管的基極(用字母b表示)。其他的兩個電極成為集電極(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,有一個箭頭的電極是發(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。它們的型號一般都標在塑殼上,而樣子都一樣,都是TO-92標準封裝。
在老式的電子產(chǎn)品中還能見3DG6(低頻小功率硅管)、3AX31(低頻小功率鍺管)等,它們的型號也都印在金屬的外殼上。我國生產(chǎn)的晶體管有一套命名規(guī)則,電子工程技術(shù)人員和電子愛好者應該了解三極管符號的含義。符號的第一部分“3”表示三極管。
符號的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。符號的第三部分表示功能: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型為場效應管,BT打頭的表示半導體特殊元件。
晶體管：最常用的有三極管和二極管兩種。三極管符號不同，三極管符號BG（舊）或（T）表示，二極管以D表示。按制作材料分，晶體管可分為鍺管和硅管兩種。
按極性分，三極管有PNP和NPN兩種，而二極管有P型和N型之分。多數(shù)國產(chǎn)管用xxx表示，其中每一位都有特定含義：如 3 A X 31，第一位3代表三極管，2代表二極管。第二位代表材料和極性。A代表PNP型鍺材料；B代表NPN型鍺材料；C為PNP型硅材料；D為NPN型硅材料。第三位表示用途，其中X代表低頻小功率管；D代表低頻大功率管；G代表高頻小功率管；A代表高頻大功率管。最后面的數(shù)字是產(chǎn)品的序號，序號不同，各種指標略有差異。注意，二極管同三極管第二位意義基本相同，而第三位則含義不同。對于二極管來說，第三位的P代表檢波管；W代表穩(wěn)壓管；Z代表整流管。上面舉的例子，具體來說就是PNP型鍺材料低頻小功率管。對于進口的三極管來說，就各有不同，要在實際使用過程中注意積累資料。
常用的進口管有韓國的90xx、80xx系列，歐洲的2Sx系列，在該系列中，第三位含義同國產(chǎn)管的第三位基本相同
三極管的測量
萬用表測量三極管圖解
三極管的管型及管腳的判別是電子技術(shù)初學者的一項基本功，為了幫助讀者迅速掌握測判方法，筆者總結(jié)出四句口訣：“三顛倒，找基極；PN結(jié)，定管型；順箭頭，偏轉(zhuǎn)大；測不準，動嘴巴?！毕旅孀屛覀冎鹁溥M行解釋吧。
一、 三顛倒，找基極
大家知道，三極管是含有兩個PN結(jié)的半導體器件。根據(jù)兩個PN結(jié)連接方式不同，可以分為NPN型和PNP型兩種不同導電類型的三極管，圖1是它們的電路符號和等效電路。
測試三極管要使用萬用電表的歐姆擋，并選擇R×100或R×1k擋位。圖2繪出了萬用電表歐姆擋的等效電路。由圖可見，紅表筆所連接的是表內(nèi)電池的負極，黑表筆則連接著表內(nèi)電池的正極。
假定我們并不知道被測三極管是NPN型還是PNP型，也分不清各管腳是什么電極。測試的第一步是判斷哪個管腳是基極。這時，我們?nèi)稳蓚€電極(如這兩個電極為1、2)，用萬用電表兩支表筆顛倒測量它的正、反向電阻，觀察表針的偏轉(zhuǎn)角度；接著，再取1、3兩個電極和2、3兩個電極，分別顛倒測量它們的正、反向電阻，觀察表針的偏轉(zhuǎn)角度。在這三次顛倒測量中，必然有兩次測量結(jié)果相近：即顛倒測量中表針一次偏轉(zhuǎn)大，一次偏轉(zhuǎn)?。皇Ｏ乱淮伪厝皇穷嵉箿y量前后指針偏轉(zhuǎn)角度都很小，這一次未測的那只管腳就是我們要尋找的基極(參看圖1、圖2不難理解它的道理)。
二、 PN結(jié)，定管型
找出三極管的基極后，我們就可以根據(jù)基極與另外兩個電極之間PN結(jié)的方向來確定管子的導電類型(圖1)。將萬用表的黑表筆接觸基極，紅表筆接觸另外兩個電極中的任一電極，若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很大，則說明被測三極管為NPN型管；若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，則被測管即為PNP型。
三、 順箭頭，偏轉(zhuǎn)大
找出了基極b，另外兩個電極哪個是集電極c，哪個是發(fā)射極e呢?這時我們可以用測穿透電流ICEO的方法確定集電極c和發(fā)射極e。
(1) 對于NPN型三極管，穿透電流的測量電路如圖3所示。根據(jù)這個原理，用萬用電表的黑、紅表筆顛倒測量兩極間的正、反向電阻Rce和Rec，雖然兩次測量中萬用表指針偏轉(zhuǎn)角度都很小，但仔細觀察，總會有一次偏轉(zhuǎn)角度稍大，此時電流的流向一定是：黑表筆→c極→b極→e極→紅表筆，電流流向正好與三極管符號中的箭頭方向一致(“順箭頭”)，所以此時黑表筆所接的一定是集電極c，紅表筆所接的一定是發(fā)射極e。
(2) 對于PNP型的三極管，道理也類似于NPN型，其電流流向一定是：黑表筆→e極→b極→c極→紅表筆，其電流流向也與三極管符號中的箭頭方向一致，所以此時黑表筆所接的一定是發(fā)射極e，紅表筆所接的一定是集電極c(參看圖1、圖3可知)。
四、 測不出，動嘴巴
若在“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的測量過程中，若由于顛倒前后的兩次測量指針偏轉(zhuǎn)均太小難以區(qū)分時，就要“動嘴巴”了。具體方法是：在“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的兩次測量中，用兩只手分別捏住兩表筆與管腳的結(jié)合部，用嘴巴含住(或用舌頭抵住)基電極b，仍用“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的判別方法即可區(qū)分開集電極c與發(fā)射極e。其中人體起到直流偏置電阻的作用，目的是使效果更加明顯。
三極管放大電路
以NPN型硅三極管為例，我們把從基極B流至發(fā)射極E的電流叫做基極電流Ib;把從集電極C流至發(fā)射極E的電流叫做集電極電流Ic。這兩個電流的方向都是流出發(fā)射極的，所以發(fā)射極E上就用了一個箭頭來表示電流的方向。
三極管的放大作用就是：集電極電流受基極電流的控制(假設(shè)電源能夠提供給集電極足夠大的電流的話)，并且基極電流很小的變化，會引起集電極電流很大的變化，且變化滿足一定的比例關(guān)系：集電極電流的變化量是基極電流變化量的β倍，即電流變化被放大了β倍，所以我們把β叫做三極管的放大倍數(shù)(β一般遠大于1，例如幾十，幾百)。如果我們將一個變化的小信號加到基極跟發(fā)射極之間，這就會引起基極電流Ib的變化，Ib的變化被放大后，導致了Ic很大的變化。如果集電極電流Ic是流過一個電阻R的，那么根據(jù)電壓計算公式U=R*I可以算得，這電阻上電壓就會發(fā)生很大的變化。我們將這個電阻上的電壓取出來，就得到了放大后的電壓信號了。[1]
三極管在實際的放大電路中使用時，還需要加合適的偏置電路。這有幾個原因：
首先是由于三極管BE結(jié)的非線性(相當于一個二極管)，基極電流必須在輸入電壓大到一定程度后才能產(chǎn)生(對于硅管，常取0.7V)。當基極與發(fā)射極之間的電壓小于0.7V時，基極電流就可以認為是0。但實際中要放大的信號往往遠比0.7V要小，如果不加偏置的話，這么小的信號就不足以引起基極電流的改變(因為小于0.7V時，基極電流都是0)。如果我們事先在三極管的基極上加上一個合適的電流(叫做偏置電流，上圖中那個電阻Rb就是用來提供這個電流的，所以它被叫做基極偏置電阻)，那么當一個小信號跟這個偏置電流疊加在一起時，小信號就會導致基極電流的變化，而基極電流的變化，就會被放大并在集電極上輸出。
另一個原因就是輸出信號范圍的要求，如果沒有加偏置，那么只有對那些增加的信號放大，而對減小的信號無效(因為沒有偏置時集電極電流為0，不能再減小了)。而加上偏置，事先讓集電極有一定的電流，當輸入的基極電流變小時，集電極電流就可以減小;當輸入的基極電流增大時，集電極電流就增大。這樣減小的信號和增大的信號都可以被放大了。
三極管的飽和情況。像上面那樣的圖，因為受到電阻Rc的限制(Rc是固定值，那么最大電流為U/Rc，其中U為電源電壓)，集電極電流是不能無限增加下去的。當基極電流的增大，不能使集電極電流繼續(xù)增大時，三極管就進入了飽和狀態(tài)。一般判斷三極管是否飽和的準則是：Ib*β〉Ic。進入飽和狀態(tài)之后，三極管的集電極跟發(fā)射極之間的電壓將很小，可以理解為一個開關(guān)閉合了。這樣我們就可以拿三極管來當作開關(guān)使用：當基極電流為0時，三極管集電極電流為0(這叫做三極管截止)，相當于開關(guān)斷開;當基極電流很大，以至于三極管飽和時，相當于開關(guān)閉合。如果三極管主要工作在截止和飽和狀態(tài)，那么這樣的三極管我們一般把它叫做開關(guān)管。
如果我們在上面這個圖中，將電阻Rc換成一個燈泡，那么當基極電流為0時，集電極電流為0，燈泡滅。如果基極電流比較大時(大于流過燈泡的電流除以三極管的放大倍數(shù)β)，三極管就飽和，相當于開關(guān)閉合，燈泡就亮了。由于控制電流只需要比燈泡電流的β分之一大一點就行了，所以就可以用一個小電流來控制一個大電流的通斷。如果基極電流從0慢慢增加，那么燈泡的亮度也會隨著增加(在三極管未飽和之前)。
但是在實際使用中要注意，在開關(guān)電路中，飽和狀態(tài)若在深度飽和時會影響其開關(guān)速度，飽和電路在基極電流乘放大倍數(shù)等于或稍大于集電極電流時是淺度飽和，遠大于集電極電流時是深度飽和。因此我們只需要控制其工作在淺度飽和工作狀態(tài)就可以提高其轉(zhuǎn)換速度。
對于PNP型三極管，分析方法類似，不同的地方就是電流方向跟NPN的剛好相反，因此發(fā)射極上面那個箭頭方向也反了過來——變成朝里的了。
PNP型三極管
PNP三極管是由2塊P型半導體中間夾著1塊N型半導體所組成的三極管，稱為PNP型三極管。也可以描述成，電流從發(fā)射極E流入的三極管。PNP型三極管發(fā)射極電位最高,集電極電位最低,UBE<0.
三極管按結(jié)構(gòu)分,可分為NPN型三極管和PNP型三極管.
三極管導通時IE=（放大倍數(shù)+1)*IB和ICB沒有關(guān)系，ICB=0 ICB>0時,可能三極管就有問題,所以三極管在正常工作時,不管是工作在放大區(qū)還是飽和區(qū)ICB=0
當UEB>0.7V(硅)(鍺0.2V),RC/RB<放大倍數(shù)時,三極管工作在飽和區(qū),反之就工作在放大區(qū)。三極管是一種電流放大器件，但在實際使用中常常利用三極管的電流放大作用，通過電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷悍糯笞饔谩?/span>PNP是共陰極，即兩個PN結(jié)的N結(jié)相連做為基極，另兩個P結(jié)分別做集電極和發(fā)射極；電路圖里標示為箭頭朝內(nèi)的三極管。
PNP型三極管有三種工作狀態(tài)：截止狀態(tài)、放大狀態(tài)、飽和狀態(tài)。當三極管用于不同目的時，它的工作狀態(tài)是不同的。 1、截止狀態(tài)：當三極管的工作電流為零或很小時，即IB=0時，IC和IE也為零或很小，三極管處于截止狀態(tài)。 2、放大狀態(tài)：在放大狀態(tài)下，IC=βIB，其中β(放大倍數(shù))的大小是基本不變的（放大區(qū)的特征）。有一個基極電流就有一個與之相對應的集電極電流。 3、飲和狀態(tài)：在飲和狀態(tài)下，當基極電流增大時，集電極電流不再增大許多，當基極電流進一步增大時，集電極電流幾乎不再增大。
可以把PNP型三極管看成是兩個二極管，使用萬用表進行測量和判斷。PNP型三極管的測量如圖一所示。將正表筆接三極管的某一管腳，負表筆分別接另外兩個管腳，測量得到兩個阻值。如果測得的兩個阻值均較小，且為lkΩ，則正表筆所接管腳即為PNP型三極管的基極。若測得的兩阻值一大一小或都大，可將正表筆另接一管腳再試，直到兩阻值均較小為止。
PNP三極管工作原理
PNP三極管是一種控制元件，主要用來控制電流的大小，以共發(fā)射極接法為例（信號從基極輸入，從集電極輸出，發(fā)射極接地），當基極電壓UB有一個微小的變化時，基極電流IB也會隨之有一小的變化，受基極電流IB的控制，集電極電流IC會有一個很大的變化，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，這就是三極管的放大作用。IC 的變化量與IB變化量之比叫做三極管的放大倍數(shù)β（β=ΔIC/ΔIB, Δ表示變化量。），三極管的放大倍數(shù)β一般在幾十到幾百倍。
三極管在放大信號時，首先要進入導通狀態(tài)，即要先建立合適的靜態(tài)工作點，也叫建立偏置，否則會放大失真。
在三極管的集電極與電源之間接一個電阻，可將電流放大轉(zhuǎn)換成電壓放大：當基極電壓UB升高時，IB變大，IC也變大，IC 在集電極電阻RC的壓降也越大，所以三極管集電極電壓UC會降低，且UB越高，UC就越低，ΔUC=ΔUB
三極管具有電流放大作用，它是一個電流控制器件。所謂電流控制器件，是指它用很小的基極電流IB來控制比較大的集電極電流IC和發(fā)射極電流IE,沒有IB,就沒有IC和IE。
在IC=βIB中，β為幾十甚至更大，只要有一個很小的輸入信號電流IB，就有一個很大的輸出信號電流IC出現(xiàn)。由此可見，三極管能夠?qū)斎腚娏鬟M行放大。在各種放大器電路中，就是用三極管的這一特性來放大信號的。
在三極管電路中，三極管的輸出電流IC或IE是由直流電源提供的；基極電流IB則是一部分由所要放大的信號源電路提供，另一部分也是由直流電源提供的。
如果三極管沒有電流IB，三極管就處于截止狀態(tài)，直流電源就不會為三極管提供IC和IE(IC和IE都是由直流電源提供的，除了IE中很小的IB，因為它是基極輸入電流)。
基極電流IB由兩部分組成：直流電源提供的靜態(tài)偏置電流和由信號源提供的信號電流。
由上述分析可知，三極管能將直流電源的電流按照輸入電流IB的要求（變化規(guī)律）轉(zhuǎn)換成相應的電流IC和IE。從這個角度上講，三極管是一個電流轉(zhuǎn)換器件。
三極管開關(guān)電路
負載電阻被直接跨接于三極管的集電極與電源之間，而位居三極管主電流的回路上，輸入電壓Vin則控制三極管開關(guān)的開啟(open) 與閉合(closed) 動作，當三極管呈開啟狀態(tài)時，負載電流便被阻斷，反之，當三極管呈閉合狀態(tài)時，電流便可以流通。 詳細的說，當Vin為低電壓時，由于基極沒有電流，因此集電極亦無電流，致使連接于集電極端的負載亦沒有電流，而相當于開關(guān)的開啟，此時三極管乃工作于截止(cut off)區(qū)。 同理，當Vin為高電壓時，由于有基極電流流動，因此使集電極流過更大的放大電流，因此負載回路便被導通，而相當于開關(guān)的閉合，此時三極管乃工作于飽和區(qū)(saturation)。
截止狀態(tài)：
當加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓小于PN結(jié)的導通電壓，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失去了電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間相當于開關(guān)的斷開狀態(tài)，即為三極管的截止狀態(tài)。開關(guān)三極管處于截止狀態(tài)的特征是發(fā)射結(jié)，集電結(jié)均處于反向偏置。
飽和導通狀態(tài)：
當加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導通電壓，并且當基極的電流增大到一定程度時，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再怎么變化，此時三極管失去電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間的電壓很小，集電極和發(fā)射極之間相當于開關(guān)的導通狀態(tài)，即為三極管的導通狀態(tài)。開關(guān)三極管處于飽和導通狀態(tài)的特征是發(fā)射結(jié)，集電結(jié)均處于正向偏置。而處于放大狀態(tài)的三極管的特征是發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)處于反向偏置。這也是可以使用電壓表測試發(fā)射結(jié)，集電結(jié)的電壓值判定三極管工作狀況的原理。開關(guān)三極管正是基于三極管的開關(guān)特性來工作的。
三極管除了可以當做交流信號放大器之外，也可以做為開關(guān)之用。嚴格說起來，三極管與一般的機械接點式開關(guān)在動作上并不完全相同，但是它卻具有一些機械式開關(guān)所沒有的特點。
三極管管腳識別方法
三極管的管型及管腳的判別是電子技術(shù)初學者的一項基本功，為了幫助讀者迅速掌握測判方法，筆者總結(jié)出四句口訣：“三顛倒，找基極；PN結(jié)，定管型；順箭頭，偏轉(zhuǎn)大；測不準，動嘴巴?！毕旅孀屛覀冎鹁溥M行解釋吧。 一、 三顛倒，找基極 大家知道，三極管是含有兩個PN結(jié)的半導體器件。根據(jù)兩個PN結(jié)連接方式不同，可以分為NPN型和PNP型兩種不同導電類型的三極管。 測試三極管要使用萬用電表的歐姆擋，并選擇R×100或R×1k擋位。由萬用電表歐姆擋的等效電路可知，紅表筆所連接的是表內(nèi)電池的負極，黑表筆則連接著表內(nèi)電池的正極。 假定我們并不知道被測三極管是NPN型還是PNP型，也分不清各管腳是什么電極。測試的第一步是判斷哪個管腳是基極。這時，我們?nèi)稳蓚€電極(如這兩個電極為1、2)，用萬用電表兩支表筆顛倒測量它的正、反向電阻，觀察表針的偏轉(zhuǎn)角度；接著，再取1、3兩個電極和2、3兩個電極，分別顛倒測量它們的正、反向電阻，觀察表針的偏轉(zhuǎn)角度。在這三次顛倒測量中，必然有兩次測量結(jié)果相近：即顛倒測量中表針一次偏轉(zhuǎn)大，一次偏轉(zhuǎn)??；剩下一次必然是顛倒測量前后
指針偏轉(zhuǎn)角度都很小，這一次未測的那只管腳就是我們要尋找的基極。 二、 PN結(jié)，定管型 找出三極管的基極后，我們就可以根據(jù)基極與另外兩個電極之間PN結(jié)的方向來確定管子的導電類型。將萬用表的黑表筆接觸基極，紅表筆接觸另外兩個電極中的任一電極，若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很大，則說明被測三極管為NPN型管；若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，則被測管即為PNP型。 三、 順箭頭，偏轉(zhuǎn)大 找出了基極b，另外兩個電極哪個是集電極c，哪個是發(fā)射極e呢?這時我們可以用測穿透電流ICEO的方法確定集電極c和發(fā)射極e。 (1) 對于NPN型三極管，用萬用電表的黑、紅表筆顛倒測量兩極間的正、反向電阻Rce和Rec，雖然兩次測量中萬用表指針偏轉(zhuǎn)角度都很小，但仔細觀察，總會有一次偏轉(zhuǎn)角度稍大，此時電流的流向一定是：黑表筆→c極→b極→e極→紅表筆，電流流向正好與三極管符號中的箭頭方向一致(“順箭頭”)，所以此時黑表筆所接的一定是集電極c，紅表筆所接的一定是發(fā)射極e。 (2) 對于PNP型的三極管，道理也類似于NPN型，其電流流向一定是：黑表筆→e極→b極→c極→紅表筆，其電流流向也與三極管符號中的箭頭方向一致，所以此時黑表筆所接的一定是發(fā)射極e，紅表筆所接的一定是集電極c。 四、 測不出，動嘴巴 若在“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的測量過程中，若由于顛倒前后的兩次測量指針偏轉(zhuǎn)均太小難以區(qū)分時，就要“動嘴巴”了。具體方法是：在“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的兩次測量中，用兩只手分別捏住兩表筆與管腳的結(jié)合部，用嘴巴含住(或用舌頭抵住)基電極b，仍用“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的判別方法即可區(qū)分開集電極c與發(fā)射極e。其中人體起到直流偏置電阻的作用，目的是使效果更加明顯，以便判別。
