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電子基礎知識教程三極管

生活 更新时间:2024-07-23 11:21:33

三極管是摸拟電子電路、數字電路中常用的核心器件之一。

電子基礎知識教程三極管(電子技術基礎認識三極管)1

簡單地說,三極管就是由兩個PN結組合在一起的半導體器件,由于是由兩個PN結組合起來的,那麼就有三個區,從三個區中各引出一個電極,所以就稱三極管。

三極管按其極性分有兩類,由兩塊N型半導體中間夾一塊P型半導體做成的管子,稱為NPN型三極管,各電極及内部結構見圖所示,基區P引出的電極叫基極B, 發射區N引出的電極叫發射極E,集電區N引出的電極叫集電極C, NPN型三極管的電路符号是發射極E的箭頭向外指,表示了基極B到發射極E的PN結方向,也表示了基極到發射極的偏置電壓的極性和電流方向,基極為正電壓,發射極為負電壓。

電子基礎知識教程三極管(電子技術基礎認識三極管)2

相反地,由兩塊P型半導體中間夾一塊N型半導體做成的管子稱,為PNP型三極管,各電極及内部結構見圖所示, 基區N引出的電極叫基極B,發射區P引出的電極叫發射極E,集電區P引出的電極叫集電極C,PNP型三極管的電路符号是發射極的箭頭向裡指,表示了發射極E到基極B的PN結方向,也表示了基極到發射極的偏置電壓的極性和電流方向,基極為負電壓,發射極為正電壓。

電子基礎知識教程三極管(電子技術基礎認識三極管)3

NPN型三極管在電路中有三種電路接法,即共基極電路,共發射極電路和共集電極電路,在PC電源中,開關電路都是以NPN型三極管的共發射極電路為開關電路出現的,因之,我們要了解的是,NPN型三極管在共發射極電路中的工作狀态,它有三個工作狀态區,即截止區,放大區和飽和區。

下圖是NPN型三極管的共發射極電路的簡單接法以及其輸出特性曲線,

電子基礎知識教程三極管(電子技術基礎認識三極管)4

從上圖可看出,它的三個工作狀态區

(1): 截止區: 當三極管的基極電流Ib小于或等于0時,稱這時的工作狀态區域為截止區,這時,三極管因無基極電流,發射結與集電結均處于反向偏置,三極管不工作,發射結與集電結之間相當于斷開的狀态,整個電路處于不工作狀态。

(2): 放大區:當三極管的發射結處于向偏置,集電結處于向偏置時, 三個極的電流存在這樣的關系: Ie = Ic Ib,一般地Ib相對Ie要小得多,可忽略不計,常常認為Ie = Ic,當Ib有很小的變化量時,Ic應當有很大的變化量,Ic随着Ib的增大而成比例的增大,即滿足電流放大系數:

電子基礎知識教程三極管(電子技術基礎認識三極管)5

這時,三極管工作在放大狀态,也叫線性放大區。

(3): 飽和區:當三極管的UCE<UBE時,即集電結處于正向偏置,而發射結仍然處于正向偏置,這時,管子進入飽和導通狀态,集電極到發射極的電壓降很小,而流過的電流達到最大,即集電極到發射極之間的電阻值也達到最小,把UCE稱為飽和壓降,用UCES表示,一般矽管為0.3V,鍺管為0.1V。

而三極管做開關管時,要求它的工作狀态要麼工作在截止區,要麼工作在飽和區,不要求它工作在放大區,下一節講述。

對于三極管的判定,一般數字萬用表上有小功率三極管的插孔,用hff檔通過測試其放大倍數可找出各電極,但我們常常用到下面的簡易方法去判定。

了解到三極管是由兩個PN結組合在一起的半導體器件,那麼它的判定就相當于去判定兩個二極管的好壞,用數字萬用表的二極管檔位:

對于NPN型的三極管,基極B到發射極E或集電極C各是一個正向導通的二極管,即将數字萬用表的紅表筆(正)碰三極管的B極, 用黑表筆(負)分别碰三極管的C極或E極,就相當于測了兩次正向導通的二極管,兩次的測試數值基本相同,一般在0.3V—0.7V左右,若表筆反接則無窮大,E極到C極之間也為無窮大,若不知哪個是B極,可以假定三個電極中的某一個為B極,而進行上述測試,反複假定找出真正的B極,對于C極和E極,一般B極到E極的壓降值稍微大于B極到C極的壓降值。

對于PNP型的三極管,發射極E或集電極C到基極B各是一個正向導通的二極管,即将數字萬用表的黑表筆碰三極管的B極,用紅表筆分别碰三極管的C極或E極,相當于測了兩次正向導通的二極管,方法類似于上面判别NPN型的三極管。

從三極管的型号命名也可看出其極性是NPN型還是 PNP型,一般以字母A 或者B開頭的是PNP型三極管,比如: A733,A928,A1015,B772…..而以字母C或者D開頭的是NPN型三極管,比如:C1815,C1616,C3203,C3198,C3320,D882,D5027….. NPN型的專用開關管現在還有13007,13009系列,其數字前面的字母為各個制造商的代号,比如常見的 D13007,FJP13007,STD13007等等,三極管的型号命名及參數等具體應查閱有關方面的資料。

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