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三極管，全稱(chēng)應(yīng)為半導(dǎo)體三極管，也稱(chēng)雙極型晶體管,晶體三極管,是一種電流控制電流的半導(dǎo)體器件.其作用是把微弱信號(hào)放大成輻值較大的電信號(hào), 也用作無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。什么是三極管 （也稱(chēng)晶體管）在中文含義里面只是對(duì)三個(gè)引腳的放大器件的統(tǒng)稱(chēng)，我們常說(shuō)的三極管，可能是 如圖所示的幾種器件，
可以看到，雖然都叫三極管，其實(shí)在英文里[1]面的說(shuō)法是千差萬(wàn)別的，三極管這個(gè)詞匯其實(shí)也是中文特有的一個(gè)象形意義上的的詞匯
電子三極管 Triode 這個(gè)是英漢字典里面“三極管”這個(gè)詞匯的唯一英文翻譯，這是和電子三極管最早出現(xiàn)有關(guān)系的，所以先入為主，也是真正意義上的三極管這個(gè)詞最初所指的物品。其余的那些被中文里叫做三極管的東西，實(shí)際翻譯的時(shí)候是絕對(duì)不可以翻譯成Triode的，否則就麻煩大咯，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼f(shuō)，在英文里面根本就沒(méi)有三個(gè)腳的管子這樣一個(gè)詞匯！??！
電子三極管 Triode （俗稱(chēng)電子管的一種）
雙極型晶體管 BJT （Bipolar Junction Transistor）
J型場(chǎng)效應(yīng)管 Junction gate FET（Field Effect Transistor）
金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 MOS FET ( Metal Oxide Semi-Conductor Field Effect Transistor)英文全稱(chēng)
V型槽場(chǎng)效應(yīng)管 VMOS （Vertical Metal Oxide Semiconductor ）
注：這三者看上去都是場(chǎng)效應(yīng)管，其實(shí)結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別
J型場(chǎng)效應(yīng)管 金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 V溝道場(chǎng)效應(yīng)管 是 單極（Unipolar）結(jié)構(gòu)的，是和 雙極（Bipolar）是對(duì)應(yīng)的，所以也可以統(tǒng)稱(chēng)為單極晶體管（Unipolar Junction Transistor）
其中J型場(chǎng)效應(yīng)管是非絕緣型場(chǎng)效應(yīng)管，MOS FET 和VMOS都是絕緣型的場(chǎng)效應(yīng)管
VMOS是在 MOS的基礎(chǔ)上改進(jìn)的一種大電流，高放大倍數(shù)（跨道）新型功率晶體管，區(qū)別就是使用了V型槽，使MOS管的放大系數(shù)和工作電流大幅提升，但是同時(shí)也大幅增加了MOS的輸入電容，是MOS管的一種大功率改經(jīng)型產(chǎn)品，但是結(jié)構(gòu)上已經(jīng)與傳統(tǒng)的MOS發(fā)生了巨大的差異。VMOS只有增強(qiáng)型的而沒(méi)有MOS所特有的耗盡型的MOS管】
三極管的發(fā)明
1947年12月23日，美國(guó)新澤西州墨累山的貝爾實(shí)驗(yàn)室里，3位科學(xué)家——巴丁博士、布菜頓博士和肖克萊博士在緊張而又有條不紊地做著實(shí)驗(yàn)。他們?cè)趯?dǎo)體電路中正在進(jìn)行用半導(dǎo)體晶體把聲音信號(hào)放大的實(shí)驗(yàn)。3位科學(xué)家驚奇地發(fā)現(xiàn)，在他們發(fā)明的器件中通過(guò)的一部分微量電流，竟然可以控制另一部分流過(guò)的大得多的電流，因而產(chǎn)生了放大效應(yīng)。這個(gè)器件，就是在科技史上具有劃時(shí)代意義的成果——晶體管。因它是在圣誕節(jié)前夕發(fā)明的，而且對(duì)人們未來(lái)的生活發(fā)生如此巨大的影響，所以被稱(chēng)為“獻(xiàn)給世界的圣誕節(jié)禮物”。另外這３位科學(xué)家因此共同榮獲了1956年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
晶體管促進(jìn)并帶來(lái)了“固態(tài)革命”，進(jìn)而推動(dòng)了全球范圍內(nèi)的半導(dǎo)體電子工業(yè)。作為主要部件，它及時(shí)、普遍地首先在通訊工具方面得到應(yīng)用，并產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。由于晶體管徹底改變了電子線路的結(jié)構(gòu)，集成電路以及大規(guī)模集成電路應(yīng)運(yùn)而生，這樣制造像高速電子計(jì)算機(jī)之類(lèi)的高精密裝置就變成了現(xiàn)實(shí)。
2工作原理
晶體三極管（以下簡(jiǎn)稱(chēng)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，（其中，N表示在高純度硅中加入磷，是指取代一些硅原子，在電壓刺激下產(chǎn)生自由電子導(dǎo)電，而p是加入硼取代硅，產(chǎn)生大量空穴利于導(dǎo)電）。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(duì)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(chēng)為發(fā)射結(jié),而集電區(qū)與基區(qū)形成的PN結(jié)稱(chēng)為集電結(jié),三條引線分別稱(chēng)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(shí)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）及基區(qū)的多數(shù)載流子（空穴）很容易地越過(guò)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(guò)發(fā)射結(jié)的電流基本上是電子流，這股電子流稱(chēng)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(guò)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(shuō)，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(chēng)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(chēng)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(jiàn)，對(duì)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(guò)電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷悍糯笞饔谩?/span>
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(guò)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(guò)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(chǎng)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)很薄）與基區(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(chǎng)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(huì)產(chǎn)生漂移運(yùn)動(dòng)，流向基區(qū)形成反向飽和電流，用Icbo來(lái)表示，其數(shù)值很小，但對(duì)溫度卻異常敏感。
3三極管的分類(lèi):
a.按材質(zhì)分: 硅管、鍺管
b.按結(jié)構(gòu)分: NPN 、 PNP。如圖所示
。
c.按功能分: 開(kāi)關(guān)管、功率管、達(dá)林頓管、光敏管等.
貼片三極管
d. 按功率分：小功率管、中功率管、大功率管
e.按工作頻率分：低頻管、高頻管、超頻管
f.按結(jié)構(gòu)工藝分：合金管、平面管
g.按安裝方式:插件三極管、貼片三極管
插件三極管
4三極管的主要參數(shù)
a. 特征頻率fT
:當(dāng)f= fT時(shí),三極管完全失去電流放大功能.如果工作頻率大于fT,電路將不正常工作.
b. 工作電壓/電流
用這個(gè)參數(shù)可以指定該管的電壓電流使用范圍.
c. hFE
電流放大倍數(shù).
d. VCEO
集電極發(fā)射極反向擊穿電壓,表示臨界飽和時(shí)的飽和電壓.
e. PCM
最大允許耗散功率.
f. 封裝形式
指定該管的外觀形狀,如果其它參數(shù)都正確，封裝不同將導(dǎo)致組件無(wú)法在電路板上實(shí)現(xiàn).
5判斷基極和三極管的類(lèi)型
三極管的腳位判斷，三極管的腳位有兩種封裝排列形式，如右圖：
三極管是一種結(jié)型電阻器件，它的三個(gè)引腳都有明顯的電阻數(shù)據(jù)，測(cè)試時(shí)（以數(shù)字萬(wàn)用表為例，紅筆+，黒筆-）我們將測(cè)試檔位切換至 二極管檔 （蜂鳴檔）.
正常的NPN結(jié)構(gòu)三極管的基極（B）對(duì)集電極（C）、發(fā)射極（E）的正向電阻是430Ω-680Ω（根據(jù)型號(hào)的不同，放大倍數(shù)的差異，這個(gè)值有所不同）反向電阻無(wú)窮大；正常的PNP 結(jié)構(gòu)的三極管的基極（B）對(duì)集電極（C）、發(fā)射極（E）的反向電阻是430Ω-680Ω，正向電阻無(wú)窮大。集電極C對(duì)發(fā)射極E在不加偏流的情況下，電阻為無(wú)窮大。基極對(duì)集電極的測(cè)試電阻約等于基極對(duì)發(fā)射極的測(cè)試電阻，通常情況下，基極對(duì)集電極的測(cè)試電阻要比基極對(duì)發(fā)射極的測(cè)試電阻小5-100Ω左右（大功率管比較明顯），如果超出這個(gè)值，這個(gè)元件的性能已經(jīng)變壞，請(qǐng)不要再使用。如果誤使用于電路中可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)或部分電路的工作點(diǎn)變壞，這個(gè)元件也可能不久就會(huì)損壞，大功率電路和高頻電路對(duì)這種劣質(zhì)元件反應(yīng)比較明顯。
盡管封裝結(jié)構(gòu)不同，但與同參數(shù)的其它型號(hào)的管子功能和性能是一樣的，不同的封裝結(jié)構(gòu)只是應(yīng)用于電路設(shè)計(jì)中特定的使用場(chǎng)合的需要。
要注意有些廠家生產(chǎn)一些不規(guī)范元件，例如C945正常的腳位是BCE，但有的廠家出的此元件腳位排列卻是EBC，這會(huì)造成那些粗心的工作人員將新元件在未檢測(cè)的情況下裝入電路，導(dǎo)致電路不能工作，嚴(yán)重時(shí)燒毀相關(guān)聯(lián)的元器件，比如電視機(jī)上用的開(kāi)關(guān)電源。
在我們常用的萬(wàn)用表中，測(cè)試三極管的腳位排列圖：
先假設(shè)三極管的某極為“基極”,將黑表筆接在假設(shè)基極上,再將紅表筆依次接到其余兩個(gè)電極上,若兩次測(cè)得的電阻都大(約幾K到幾十K),或者都小(幾百至幾K),對(duì)換表筆重復(fù)上述測(cè)量,若測(cè)得兩個(gè)阻值相反(都很小或都很大),則可確定假設(shè)的基極是正確的,否則另假設(shè)一極為“基極”,重復(fù)上述測(cè)試,以確定基極.
當(dāng)基極確定后,將黑表筆接基極,紅表筆筆接其它兩極若測(cè)得電阻值都很少,則該三極管為NPN,反之為PNP.
判斷集電極C和發(fā)射極E,以NPN為例:
把黑表筆接至假設(shè)的集電極C,紅表筆接到假設(shè)的發(fā)射極E,并用手捏住B和C極,讀出表頭所示C,E電阻值,然后將紅,黑表筆反接重測(cè).若第一次電阻比第二次小,說(shuō)明原假設(shè)成立.
