三極管的基本結(jié)構(gòu)是兩個(gè)反向連結(jié)的PN接面,貼片三極管資料上說明可有pnp和npn 兩種組合。三個(gè)接出來的端點(diǎn)依序稱為發(fā)射極(emitter,E)、(collector,C),貼片三極管資料名稱來源和它們在三極管操作時(shí)的功能有關(guān)。也顯示出 npn與pnp三極管的電路符號,發(fā)射極特別被標(biāo)出,箭號所指的極為n型半導(dǎo)體, 和二極體的符號一致。在沒接外加偏壓時(shí),兩個(gè)pn接面都會形成耗盡區(qū),將中性的p型區(qū)和n型區(qū)隔開。
三極管的電特性和兩個(gè)pn接面的偏壓有關(guān),工作區(qū)間也依偏壓方式來分類,這里 我們先討論最常用的所謂”正向活性區(qū)”(forward active),在此區(qū)EB極間的pn接 面維持在正向偏壓,而BC極間的pn接面則在反向偏壓,通常用作放大器的三極管 都以此方式偏壓。為一pnp三極管在此偏壓區(qū)的示意圖。EB接面的空乏區(qū)由于正向偏壓會變窄,載體看到的位障變小,射極的空穴會注入到基極,基極的電子也會注入到射極;而BC接面的耗盡區(qū)則會變寬,載體看到的位障變大, 故本身是不導(dǎo)通的。畫的是沒外加偏壓,和偏壓在正向活性區(qū)兩種情形下,空穴和電子的電位能的分布圖。三極管和兩個(gè)反向相接的pn二極管有什么差別呢?其間最大的不同部分就在于三極管的兩個(gè)接面相當(dāng)接近。以上述之偏壓在正向活性區(qū)之pnp三極管為例, 射極的空穴注入基極的n型中性區(qū),馬上被多數(shù)載體電子包圍遮蔽,然后朝集電極方向擴(kuò)散,同時(shí)也被電子復(fù)合。當(dāng)沒有被復(fù)合的空穴到達(dá)BC接面的耗盡區(qū)時(shí),會被此區(qū)內(nèi)的電場加速掃入集電極,空穴在集電極中為多數(shù)載體,很快藉由漂移電流到達(dá)連結(jié)外部的歐姆接點(diǎn),形成集電極電流IC。IC的大小和BC間反向偏壓的大小 關(guān)系不大?;鶚O外部僅需提供與注入空穴復(fù)合部分的電子流IBrec,與由基極注入 射極的電子流InBE(這部分是三極管作用不需要的部分)。InB E在射極與與電 洞復(fù)合,即InB E=IErec。pnp三極管在正向活性區(qū)時(shí)主要的電流種類可以清楚地 在圖3(a)中看出射極注入基極的空穴流大小是由EB接面間的正向偏壓大小來控制,和二極體的情形類似,在啟動電壓附近。
三極管的基本結(jié)構(gòu)是兩個(gè)反向連結(jié)的PN接面,貼片三極管資料上說明可有pnp和npn 兩種組合。三個(gè)接出來的端點(diǎn)依序稱為發(fā)射極(emitter,E)、(collector,C),貼片三極管資料名稱來源和它們在三極管操作時(shí)的功能有關(guān)。也顯示出 npn與pnp三極管的電路符號,發(fā)射極特別被標(biāo)出,箭號所指的極為n型半導(dǎo)體, 和二極體的符號一致。在沒接外加偏壓時(shí),兩個(gè)pn接面都會形成耗盡區(qū),將中性的p型區(qū)和n型區(qū)隔開。
三極管的電特性和兩個(gè)pn接面的偏壓有關(guān),工作區(qū)間也依偏壓方式來分類,這里 我們先討論最常用的所謂”正向活性區(qū)”(forward active),在此區(qū)EB極間的pn接 面維持在正向偏壓,而BC極間的pn接面則在反向偏壓,通常用作放大器的三極管 都以此方式偏壓。為一pnp三極管在此偏壓區(qū)的示意圖。EB接面的空乏區(qū)由于正向偏壓會變窄,載體看到的位障變小,射極的空穴會注入到基極,基極的電子也會注入到射極;而BC接面的耗盡區(qū)則會變寬,載體看到的位障變大, 故本身是不導(dǎo)通的。畫的是沒外加偏壓,和偏壓在正向活性區(qū)兩種情形下,空穴和電子的電位能的分布圖。三極管和兩個(gè)反向相接的pn二極管有什么差別呢?其間最大的不同部分就在于三極管的兩個(gè)接面相當(dāng)接近。以上述之偏壓在正向活性區(qū)之pnp三極管為例, 射極的空穴注入基極的n型中性區(qū),馬上被多數(shù)載體電子包圍遮蔽,然后朝集電極方向擴(kuò)散,同時(shí)也被電子復(fù)合。當(dāng)沒有被復(fù)合的空穴到達(dá)BC接面的耗盡區(qū)時(shí),會被此區(qū)內(nèi)的電場加速掃入集電極,空穴在集電極中為多數(shù)載體,很快藉由漂移電流到達(dá)連結(jié)外部的歐姆接點(diǎn),形成集電極電流IC。IC的大小和BC間反向偏壓的大小 關(guān)系不大?;鶚O外部僅需提供與注入空穴復(fù)合部分的電子流IBrec,與由基極注入 射極的電子流InBE(這部分是三極管作用不需要的部分)。InB E在射極與與電 洞復(fù)合,即InB E=IErec。pnp三極管在正向活性區(qū)時(shí)主要的電流種類可以清楚地 在圖3(a)中看出射極注入基極的空穴流大小是由EB接面間的正向偏壓大小來控制,和二極體的情形類似,在啟動電壓附近。
三極管的工作原理
對三極管放大作用的理解,切記一點(diǎn):能量不會無緣無故的產(chǎn)生,所以,三極管一定不會產(chǎn)生能量。
但三極管厲害的地方在于:它可以通過小電流去控制大電流。 放大的原理就在于:通過小的交流輸入,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。當(dāng)然,如果把水流比為電流的話,會更確切,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。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,通過控制其開啟大小來決定輸出水流的大小。沒有信號的時(shí)候,水流也會流,所以,不工作的時(shí)候,也會有功耗。
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。
三極管的基本結(jié)構(gòu)是兩個(gè)反向連結(jié)的pn接面
兩種組合。三個(gè)接出來的端點(diǎn)依序稱為射極(emitter, E)、基極(base, B)和集 極(collector, C),名稱來源和它們在三極管操作時(shí)的功能有關(guān)。圖中也顯示出 npn與pnp三極管的電路符號,射極特別被標(biāo)出,箭號所指的極為n型半導(dǎo)體, 和二極體的符號一致。在沒接外加偏壓時(shí),兩個(gè)pn接面都會形成耗盡區(qū),將中 性的p型區(qū)和n型區(qū)隔開。
三極管的電特性和兩個(gè)pn接面的偏壓有關(guān),工作區(qū)間也依偏壓方式來分類,這里
我們先討論最常用的所謂”正向活性區(qū)”(forward active),在此區(qū)EB極間的pn接 面維持在正向偏壓,而BC極間的pn接面則在反向偏壓,通常用作放大器的三極管 都以此方式偏壓。圖2(a)為一pnp三極管在此偏壓區(qū)的示意圖。 EB接面的空乏 區(qū)由于在正向偏壓會變窄,載體看到的位障變小,射極的電洞會注入到基極,基 極的電子也會注入到射極;而BC接面的耗盡區(qū)則會變寬,載體看到的位障變大, 故本身是不導(dǎo)通的。圖2(b)畫的是沒外加偏壓,和偏壓在正向活性區(qū)兩種情形 下,電洞和電子的電位能的分布圖。
三極管和兩個(gè)反向相接的pn二極管有什么差別呢?其間最大的不同部分就在 于三極管的兩個(gè)接面相當(dāng)接近。以上述之偏壓在正向活性區(qū)之pnp三極管為例, 射極的電洞注入基極的n型中性區(qū),馬上被多數(shù)載體電子包圍遮蔽,然后朝集電極 方向擴(kuò)散,同時(shí)也被電子復(fù)合。當(dāng)沒有被復(fù)合的電洞到達(dá)BC接面的耗盡區(qū)時(shí),
會被此區(qū)內(nèi)的電場加速掃入集電極,電洞在集電極中為多數(shù)載體,很快藉由漂移電流 到達(dá)連結(jié)外部的歐姆接點(diǎn),形成集電極電流IC。 IC的大小和BC間反向偏壓的大小 關(guān)系不大?;鶚O外部僅需提供與注入電洞復(fù)合部分的電子流IBrec,與由基極注入 射極的電子流InB? E(這部分是三極管作用不需要的部分)。 InB? E在射極與與電 洞復(fù)合,即InB? E=IErec。pnp三極管在正向活性區(qū)時(shí)主要的電流種類可以清楚地 在圖3(a)中看出。 一般三極管設(shè)計(jì)時(shí),射極的摻雜濃度較基極的高許多,如此由射極注入基極 的射極主要載體電洞(也就是基極的少數(shù)載體)IpE? B電流會比由基極注入射極 的載體電子電流InB? E大很多,三極管的效益比較高。圖3(b)和(c)個(gè)別畫出電洞 和電子的電位能分布及載體注入的情形。同時(shí)如果基極中性區(qū)的寬度WB愈窄, 電洞通過基極的時(shí)間愈短,被多數(shù)載體電子復(fù)合的機(jī)率愈低,到達(dá)集電極的有效電 洞流IpE? C愈大,基極必須提供的復(fù)合電子流也降低,三極管的效益也就愈高。 集電極的摻雜通常最低,如此可增大CB極的崩潰電壓,并減小BC間反向偏壓的 pn接面的反向飽和電流,這里我們忽略這個(gè)反向飽和電流。 由圖4(a),我們可以把各種電流的關(guān)系寫下來: 射極電流 基極電流 集電極電流
三極管的工作原理(2)
三極管截止與飽合狀態(tài) 截止?fàn)顟B(tài)
三極管作為開關(guān)使用時(shí),仍是處于下列兩種狀態(tài)下工作。
1.截止(cut off)狀態(tài):如圖5所示,當(dāng)三極管之基極不加偏壓或 加上反向偏壓使BE極截止時(shí)(BE極之特性和二極管相同,須加 上大于0.7V之正向偏壓時(shí)才態(tài)導(dǎo)通),基極電流IB=0,因?yàn)?/span>IC=β IB,所以IC=IE=0,此時(shí)CE極之間相當(dāng)于斷路,負(fù)載無電流。
a)基極(B)不加偏壓使 基極電流IB等于零
(b)基極(B)加上反向偏 壓使基極電流IB等于零
(c)此時(shí)集極(C)與射極(E) 之間形同段路,負(fù)載無 電流通過
圖5 三極管截止?fàn)顟B(tài) 飽合狀態(tài)
飽合(saturation)狀態(tài):如圖6所示,當(dāng)三極管之基極加入駛
大的電流時(shí),因?yàn)?/span>IC≒IE=β×IB,射極和集極的電流亦非常大,此 時(shí),集極與射極之間的電壓降非常低(VCE為0.4V以下),其意義相 當(dāng)于集極與射極之間完全導(dǎo)通,此一狀態(tài)稱為三極管飽合。
(a)基極加上足夠的順向 (b)此時(shí)
C-E極之間視同
偏壓使IB足夠
大 導(dǎo)通狀態(tài)
晶體管的電路符號和各三個(gè)電極的名稱如下
PNP型三極管 圖8 NPN型三極管 三極管的特性曲線
1、輸入特性
圖2 (b)是三極管的輸入特性曲線,它表示Ib隨Ube的變化關(guān)系,其特點(diǎn)是:1)當(dāng)Uce在0-2伏范圍內(nèi),曲線位置和形狀與Uce有關(guān),但當(dāng)Uce高于2伏后,曲線Uce基本無關(guān)通常輸入特性由兩條曲線(Ⅰ和Ⅱ)表示即可。
2)當(dāng)Ube<UbeR時(shí),Ib≈O稱(0~UbeR)的區(qū)段為“死區(qū)”當(dāng)Ube>UbeR時(shí),Ib隨Ube增加而增加,放大時(shí),三極管工作在較直線的區(qū)段。 3)三極管輸入電阻,定義為:
rbe=(△Ube/△Ib)Q點(diǎn),其估算公式為: rbe=rb+(β+1)(26毫伏/Ie毫伏)
rb為三極管的基區(qū)電阻,對低頻小功率管,rb約為300歐。 2、輸出特性
輸出特性表示Ic隨Uce的變化關(guān)系(以Ib為參數(shù))從圖9(C)所示的輸出特性可見,它分為三個(gè)區(qū)域:截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)。
截止區(qū)當(dāng)Ube<0時(shí),則Ib≈0,發(fā)射區(qū)沒有電子注入基區(qū),但由于分子的熱運(yùn)動,集電集仍有小量電流通過,即Ic=Iceo稱為穿透電流,常溫時(shí)Iceo約為幾微安,鍺管約為幾十微安至幾百微安,它與集電極反向電流Icbo的關(guān)系是: Icbo=(1+β)Icbo
常溫時(shí)硅管的Icbo小于1微安,鍺管的Icbo約為10微安,對于鍺管,溫度每升高12℃,Icbo數(shù)值增加一倍,而對于硅管溫度每升高8℃, Icbo數(shù)值增大一倍,雖然硅管的Icbo隨溫度變化更劇烈,但由于鍺管的Icbo值本身比硅管大,所以鍺管仍然受溫度影響較嚴(yán)重的管,放大區(qū),當(dāng)晶體三極管發(fā)射結(jié)處于正偏而集電結(jié)于反偏工作時(shí),Ic隨Ib近似作線性變化,放大區(qū)是三極管工作在放大狀態(tài)的區(qū)域。
飽和區(qū)當(dāng)發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于正偏狀態(tài)時(shí),Ic基本上不隨Ib而變化,失去了放大功能。根據(jù)三極管發(fā)射結(jié)和集電結(jié)偏置情況,可能判別其工作狀態(tài)。
三極管的主要參數(shù)
1、直流參數(shù)
(1)集電極一基極反向飽和電流Icbo,發(fā)射極開路(Ie=0)時(shí),基極和集電極之間加上規(guī)定的反向電壓Vcb時(shí)的集電極反向電流,它只與溫度有關(guān),在一定溫度下是個(gè)常數(shù),所以稱為集電極一基極的反向飽和電流。良好的三極管,Icbo很小,小功率鍺管的Icbo約為1~10微安,大功率鍺管的Icbo可達(dá)數(shù)毫安培,而硅管的Icbo則非常小,是毫微安級。
(2)集電極一發(fā)射極反向電流Iceo(穿透電流)基極開路(Ib=0)時(shí),集電極和發(fā)射極之間加上規(guī)定反向電壓Vce時(shí)的集電極電流。 Iceo大約是Icbo的β倍即Iceo=(1+β)Icbo o Icbo和Iceo受溫度影響極大,它們是衡量管子熱穩(wěn)定性的重要參數(shù),其值越小,性能越穩(wěn)定,小功率鍺管的Iceo比硅管大。
(3)發(fā)射極---基極反向電流Iebo集電極開路時(shí),在發(fā)射極與基極之間加上規(guī)定的反向電壓時(shí)發(fā)射極的電流,它實(shí)際上是發(fā)射結(jié)的反向飽和電流。
(4)直流電流放大系數(shù)β1(或hEF)這是指共發(fā)射接法,沒有交流信號輸入時(shí),集電極輸出的直流電流與基極輸入的直流電流的比值,即: β1=Ic/Ib 2、交流參數(shù)
(1)交流電流放大系數(shù)β(或hfe)這是指共發(fā)射極接法,集電極輸出電流的變化量△Ic與基極輸入電流的變化量△Ib之比,即: β= △Ic/△Ib
一般電晶體的β大約在10-200之間,如果β太小,電流放大作用差,如果β太大,電流放大作用雖然大,但性能往往不穩(wěn)定。
(2)共基極交流放大系數(shù)α(或hfb)這是指共基接法時(shí),集電極輸出電流的變化是△Ic與發(fā)射極電流的變化量△Ie之比,即: α=△Ic/△Ie
因?yàn)?/span>△Ic<△Ie,故α<1。高頻三極管的α>0.90就可以使用 α與β之間的關(guān)系: α= β/(1+β)
β= α/(1-α)≈1/(1-α)
(3)截止頻率fβ、fα當(dāng)β下降到低頻時(shí)0.707倍的頻率,就什發(fā)射極的截止頻率fβ;當(dāng)α下降到低頻時(shí)的0.707倍的頻率,就什基極的截止頻率fαo fβ、 fα是表明管子頻率特性的重要參數(shù),它們之間的關(guān)系為: fβ≈(1-α)fα
(4)特征頻率fT因?yàn)轭l率f上升時(shí),β就下降,當(dāng)β下降到1時(shí),對應(yīng)的fT是全面地反映電晶體的高頻放大性能的重要參數(shù)。 3、極限參數(shù)
(1)集電極最大允許電流ICM當(dāng)集電極電流Ic增加到某一數(shù)值,引起β值下降到額定值的2/3或1/2,這時(shí)的Ic值稱為ICM。所以當(dāng)Ic超過ICM時(shí),雖然不致使管子損壞,但β值顯著下降,影響放大品質(zhì)。
(2)集電極----基極擊穿電壓BVCBO當(dāng)發(fā)射極開路時(shí),集電結(jié)的反向擊穿電壓稱為BVEBO。 (3)發(fā)射極-----基極反向擊穿電壓BVEBO當(dāng)集電極開路時(shí),發(fā)射結(jié)的反向擊穿電壓稱為BVEBO。
(4)集電極-----發(fā)射極擊穿電壓BVCEO當(dāng)基極開路時(shí),加在集電極和發(fā)射極之間的最大允許電壓,使用時(shí)如果Vce>BVceo,管子就會被擊穿。
(5)集電極最大允許耗散功率PCM集電流過Ic,溫度要升高,管子因受熱而引起參數(shù)的變化不超過允許值時(shí)的最大集電極耗散功率稱為PCM。管子實(shí)際的耗散功率于集電極直流電壓和電流的乘積,即Pc=Uce×Ic.使用時(shí)慶使Pc<PCM。 PCM與散熱條件有關(guān),增加散熱片可提高PCM。
三極管的工作原理
晶體三極管用途
晶體三極管的用途主要是交流信號放大,直流信號放大和電路開關(guān)。
晶體三極管偏置
使用晶體管作放大用途時(shí),必須在它的各電極上加上適當(dāng)極性的電壓,稱為“偏置電壓”簡稱“偏壓”, 又“偏置偏流”。電路組成上叫偏置電路。 晶體管各電極加上適當(dāng)?shù)钠秒妷褐螅麟姌O上便有電流流動。 通過發(fā)射極的電流稱為“射極電流”,用IE表示;通過基極的電流稱為“基極電流”,用IB表示;通過集電極的電流稱為“集極電流”,用IC表示。
晶體管三個(gè)電極的電流有一定關(guān)系,公式如下 IE = IB +IC
晶體三極管的三種放大電路
三極管放大電路
當(dāng)晶體管被用作放大器使用時(shí),其中兩個(gè)電極用作信號 (待放大信號) 的輸入端子
兩個(gè)電極作為信號 (放大后的信號) 的輸出端子。 那么,晶體管三個(gè)電極中,必須有一個(gè)電極既是信號的輸入端子,又同時(shí)是信號的輸出端子,這個(gè)電極稱為輸入信號和輸出信
號的公共電極。
按晶體管公共電極的不同選擇,晶體管放大電路有三種:共基極電路 ( Common
base circuit)、共射極電路(Common emitter circuit) 和 共集極電路(Common collectocircuit),如下圖示。
由于共射極電路放大電路的電流增益和電壓增益均較其它兩種放大電路為大,故多用作訊號放大使用。
晶體三極管的放大作用晶體管是一個(gè)電流控制組件,其集極電流 IC可以由基極電流IB控制,只需輕微的改變基流IB就可以引起很大的集流變化IC。由于晶體管基流IB的輕微變化可以控制較大的集流IC,我們利用這一特點(diǎn),用它來放大微弱的電信號,稱為晶體管的放大作用 (Amplification),簡稱晶體管放大。簡單來說,晶體管的放大原理是把微弱的電信號 (微弱的電壓信號 Vi) 加在基極上,使基極電流按電信號變化,通過晶體管的電流控制作用,就可以在負(fù)載上得到與原信號變化一樣,但增強(qiáng)了的電信號 (較大的電壓信號 Vo)。
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(gè)定值,但隨著三極管工作時(shí)基極電流的變化也會有一定的改變。
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程中,經(jīng)常要拿多用電表測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變成一定強(qiáng)度的信號,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)載電流不太大的場合。圖9(c)可使原穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電流及動態(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變成一定強(qiáng)度的信號,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,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,將會發(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保證。
從三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來看,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,因而外加電場有利于多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動。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(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(dāng)基極電壓UB有一個(gè)微小的變化時(shí),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(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(gè)定值,但隨著三極管工作時(shí)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(qiáng)度的信號,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--我見過最通俗講法三極管原理對三極管放大作用的理解,切記一點(diǎn):能量不會無緣無故的產(chǎn)生,所以,三極管一定不會產(chǎn)生能量。但三極管厲害的地方在于:它可以通過小電流控制大電流。放大的原理就在于:通過小的交流輸入,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。當(dāng)然,如果把水流比為電流的話,會更確切,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。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,通過控制其開啟大小來決定輸出水流的大小。沒有信號的時(shí)候,水流也會流,所以,不工作的時(shí)候,也會有功耗。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。
三極管 三極管是兩個(gè)PN結(jié)共居于一塊半導(dǎo)體材料上,因?yàn)槊總€(gè)半導(dǎo)體三極管都有兩個(gè)PN結(jié),所以又稱為雙極結(jié)晶體管。 三極管實(shí)際就是把兩個(gè)二極管同極相連。它是電流控制元件,利用基區(qū)窄小的特殊結(jié)構(gòu),通過載流子的擴(kuò)散和復(fù)合,實(shí)現(xiàn)了基極電流對集電極電流的控制,使三極管有更強(qiáng)的控制能力。按照內(nèi)部結(jié)構(gòu)來區(qū)分,可以把三極管分為PNP管和NPN管,兩只管按照一定的方式連接起來,就可以組成對管,具有更強(qiáng)的工作能力。如果按照三極管的功耗來區(qū)別,可以把它們分為小功率三極管、中功率三極管、大功率三極管等。 二、作用與應(yīng)用 三極管具有對電流信號的放大作用和開關(guān)控制作用。所以,三極管可以用來放大信號和控制電流的通斷。在電源、信號處理等地方都可以看到三極管,集成電路也是由許多三極管按照一定的電路形式連接起來,具有某些用途的元件。三極管是最重要的電流放大元件。三、三極管的重要參數(shù)1、β值 β值是三極管最重要的參數(shù),因?yàn)棣轮得枋龅氖侨龢O管對電流信號放大能力的大小。β值越高,對小信號的放大能力越強(qiáng),反之亦然;但β值不能做得很大,因?yàn)樘螅龢O管的性能不太穩(wěn)定,通常β值應(yīng)該選擇30至80為宜。一般來說,三極管的β值不是一個(gè)特定的指,它一般伴隨著元件的工作狀態(tài)而小幅度地改變。2、極間反向電流 極間反向電流越小,三極管的穩(wěn)定性越高。3、三極管反向擊穿特性: 三極管是由兩個(gè)PN結(jié)組成的,如果反向電壓超過額定數(shù)值,就會像二極管那樣被擊穿,使性能下降或永久損壞。4、工作頻率 三極管的β值只是在一定的工作頻率范圍內(nèi)才保持不變,如果超過頻率范圍,它們就會隨著頻率的升高而急劇下降。 四、分類 按放大原理的不同,三極管分為雙極性三極管(BJT,Bipolar Junction Transistor )和單極性(MOS/MES型: Metal-Oxide-Semiconductor or MEtal Semiconductor)三極管。BJT中有兩種載流子參與導(dǎo)電,而在MOS型中只有一種載流子導(dǎo)電。BJT一般是電流控制器件,而MOS型一般是電壓控制器件。五,使用搞數(shù)字電路的使用三極管大都當(dāng)開關(guān)用,只要保證三極管工作在飽和區(qū)和截止區(qū)就可以啦!測判三極管的口訣 三極管的管型及管腳的判別是電子技術(shù)初學(xué)者的一項(xiàng)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(zhǔn),動嘴巴?!毕旅孀屛覀冎鹁溥M(jìn)行解釋吧。 一、 三顛倒,找基極 大家知道,三極管是含有兩個(gè)PN結(jié)的半導(dǎo)體器件。根據(jù)兩個(gè)PN結(jié)連接方式不同,可以分為NPN型和PNP型兩種不同導(dǎo)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(fù)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(gè)管腳是基極。這時(shí),我們?nèi)稳蓚€(gè)電極(如這兩個(gè)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(gè)電極和2、3兩個(gè)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(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(gè)電極之間PN結(jié)的方向來確定管子的導(dǎo)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(gè)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(gè)電極哪個(gè)是集電極c,哪個(gè)是發(fā)射極e呢?這時(shí)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(gè)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(xì)觀察,總會有一次偏轉(zhuǎn)角度稍大,此時(shí)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(shí)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(shí)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(shí),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。 半導(dǎo)體三極管的分類 半導(dǎo)體三極管亦稱雙極型晶體管,其種類非常多。按照結(jié)構(gòu)工藝分類,有PNP和NPN型;按照制造材料分類,有鍺管和硅管;按照工作頻率分類,有低頻管和高頻管;一般低頻管用以處理頻率在3MHz以下的電路中,高頻管的工作頻率可以達(dá)到幾百兆赫。按照允許耗散的功率大小分類,有小功率管和大功率管;一般小功率管的額定功耗在1W以下,而大功率管的額定功耗可達(dá)幾十瓦以上。常見的半導(dǎo)體三極管外型見圖2.5.1。 半導(dǎo)體三極管的主要參數(shù) 共射電流放大系數(shù)β。β值一般在20~200,它是表征三極管電流放大作用的最主要的參數(shù)。
三極管的工作原理: 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(dāng)基極電壓UB有一個(gè)微小的變化時(shí),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(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(shí),首先要進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài),即要先建立合適的靜態(tài)工作點(diǎn),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(gè)電阻,可將電流放大轉(zhuǎn)換成電壓放大:當(dāng)基極電壓UB升高時(shí),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。僅供參考,請參考有關(guān)書籍。
三極管工作原理: 晶體三極管(以下簡稱三極管)按材料分有兩種:鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)形式,但使用最多的是硅NPN和鍺PNP兩種三極管,兩者除了電源極性不同外,其工作原理都是相同的,下面僅介紹NPN硅管的電流放大原理。 對于NPN管,它是由2塊N型半導(dǎo)體中間夾著一塊P型半導(dǎo)體所組成,發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié),而集電區(qū)與基區(qū)形成的PN結(jié)稱為集電結(jié),三條引線分別稱為發(fā)射極e、基極b和集電極c。 當(dāng)b點(diǎn)電位高于e點(diǎn)電位零點(diǎn)幾伏時(shí),發(fā)射結(jié)處于正偏狀態(tài),而C點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位幾伏時(shí),集電結(jié)處于反偏狀態(tài),集電極電源Ec要高于基極電源Ebo。 在制造三極管時(shí),有意識地使發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子濃度大于基區(qū)的,同時(shí)基區(qū)做得很薄,而且,要嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量,這樣,一旦接通電源后,由于發(fā)射結(jié)正偏,發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子(電子)極基區(qū)的多數(shù)載流子(空穴)很容易地越過發(fā)射結(jié)互相向?qū)Ψ綌U(kuò)散,但因前者的濃度基大于后者,所以通過發(fā)射結(jié)的電流基本上是電子流,這股電子流稱為發(fā)射極電流了。 由于基區(qū)很薄,加上集電結(jié)的反偏,注入基區(qū)的電子大部分越過集電結(jié)進(jìn)入集電區(qū)而形成集電集電流Ic,只剩下很少(1-10%)的電子在基區(qū)的空穴進(jìn)行復(fù)合,被復(fù)合掉的基區(qū)空穴由基極電源Eb重新補(bǔ)給,從而形成了基極電流Ibo.根據(jù)電流連續(xù)性原理得: Ie=Ib+Ic 這就是說,在基極補(bǔ)充一個(gè)很小的Ib,就可以在集電極上得到一個(gè)較大的Ic,這就是所謂電流放大作用,Ic與Ib是維持一定的比例關(guān)系,即: β1=Ic/Ib 式中:β1--稱為直流放大倍數(shù), 集電極電流的變化量△Ic與基極電流的變化量△Ib之比為: β= △Ic/△Ib 式中β--稱為交流電流放大倍數(shù),由于低頻時(shí)β1和β的數(shù)值相差不大,所以有時(shí)為了方便起見,對兩者不作嚴(yán)格區(qū)分,β值約為幾十至一百多。 三極管是一種電流放大器件,但在實(shí)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?emsp; 三極管放大時(shí)管子內(nèi)部的工作原理 1、發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子 電源Ub經(jīng)過電阻Rb加在發(fā)射結(jié)上,發(fā)射結(jié)正偏,發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子(自由電子)不斷地越過發(fā)射結(jié)進(jìn)入基區(qū),形成發(fā)射極電流Ie。同時(shí)基區(qū)多數(shù)載流子也向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散,但由于多數(shù)載流子濃度遠(yuǎn)低于發(fā)射區(qū)載流子濃度,可以不考慮這個(gè)電流,因此可以認(rèn)為發(fā)射結(jié)主要是電子流。 2、基區(qū)中電子的擴(kuò)散與復(fù)合 電子進(jìn)入基區(qū)后,先在靠近發(fā)射結(jié)的附近密集,漸漸形成電子濃度差,在濃度差的作用下,促使電子流在基區(qū)中向集電結(jié)擴(kuò)散,被集電結(jié)電場拉入集電區(qū)形成集電極電流Ic。也有很小一部分電子(因?yàn)榛鶇^(qū)很?。┡c基區(qū)的空穴復(fù)合,擴(kuò)散的電子流與復(fù)合電子流之比例決定了三極管的放大能力。 3、集電區(qū)收集電子 由于集電結(jié)外加反向電壓很大,這個(gè)反向電壓產(chǎn)生的電場力將阻止集電區(qū)電子向基區(qū)擴(kuò)散,同時(shí)將擴(kuò)散到集電結(jié)附近的電子拉入集電區(qū)從而形成集電極主電流Icn。另外集電區(qū)的少數(shù)載流子(空穴)也會產(chǎn)生漂移運(yùn)動,流向基區(qū)形成反向飽和電流,用Icbo來表示,其數(shù)值很小,但對溫度卻異常敏感。好:1不好:0原創(chuàng):0非原創(chuàng):0出汗小牛 回答采納率:16.7% 2010-02-20 16:15滿意答案 好評率:100%三極管和二極管的作用: 一、三極管: 模擬電路中的三極管工作在線性放大區(qū),是一個(gè)放大元件; 數(shù)字電路中的三極管工作在飽和或截止?fàn)顟B(tài),起開關(guān)作用。 三極管有基極b、集電極c、發(fā)射級e三極,在數(shù)字電路中三極管一般都做“開關(guān)”用,做開關(guān)時(shí)“基極b”的電壓如高于“發(fā)射級e”0.7V就導(dǎo)通,我們叫“Vbe>0.7V”導(dǎo)通。反之“截止”,電流無法再通過,這就是“開”和“關(guān)”即產(chǎn)生“0”和“1”。 “飽和”和“放大”作用是針對模擬電路的,在電腦數(shù)字電路中沒