【摘要】三極管,全稱應(yīng)為半導(dǎo)體三極管,也稱雙極型晶體管、晶體三極管,是一種控制電流的半導(dǎo)體器件其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號, 也用作無觸點開關(guān)
晶體三極管,是半導(dǎo)體基本元器件之一,具有電流放大作用,是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個相距很近的PN結(jié),兩個PN結(jié)把整塊半導(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。
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,(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 (Emitter)、基極b (Base)和集電極c (Collector)。如下圖所示
當(dāng)b點電位高于e點電位零點幾伏時,發(fā)射結(jié)處于正偏狀態(tài),而C點電位高于b點電位幾伏時,集電結(jié)處于反偏狀態(tài),集電極電源Ec要高于基極電源Eb。
在制造三極管時,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)很容易地越過發(fā)射結(jié)互相向?qū)Ψ綌U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)射極電流子。
三極管的作用
三極管的作用之一就是電流放大 這也是其最基本的作用。以共發(fā)射極接法為例,一旦由基極輸入一個微小的電流,在集電極輸出的電流大小便是輸入電流的β倍,β被叫做三極管的電流放大系數(shù)。將輸入的微弱信號擴大β倍后輸出,這便是三極管的電流放大作用
三極管的作用之二就是用作開關(guān) 三極管在飽和導(dǎo)通時,其CE極間電壓很小,低于PN結(jié)導(dǎo)通電壓,CE極間相當(dāng)于短路,“開關(guān)”呈現(xiàn)開的狀態(tài);三極管在截止?fàn)顟B(tài)時,其CE極間電流很小,相當(dāng)于斷路,“開關(guān)”呈現(xiàn)關(guān)的狀態(tài)。因此可完成開關(guān)的功能,且其開關(guān)速度極快,控制靈敏,且不產(chǎn)生電火花。
三極管的作用之三就是擴流 作用在某些情況下,可擴大電流限值或電容容量等。比如:將小功率可控硅與大功率三級管相結(jié)合,可以得到大功率可控硅,擴大了最大輸出電流值;在長延時電路中,三極管可完成擴大電容容量的作用。
三極管的作用四代換 三極管的作用之四就是代換作用,在一定情況下與某些電子元器件相結(jié)合可代換其它器件,完成相應(yīng)功能。比如:兩只三極管串聯(lián)可代換調(diào)光臺燈中的雙向觸發(fā)二極管;在某些電路中,三極管可以代換8V的穩(wěn)壓管,代換30V的穩(wěn)壓管等。