三極管是一種半導(dǎo)體電子器件,有3個(gè)引腳,晶體三極管分別為集電極(c),基極(b),發(fā)射極(e),電子三極管分別為屏極、柵極、陰極。能夠把微弱信號(hào)放大成輻值較大的電信號(hào),也稱雙極型晶體管,晶體三極管。
三極管是由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。
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)正確,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(控穴)很容易地截越過(guò)發(fā)射結(jié)構(gòu)互相向反方各擴(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,這股電子流稱為發(fā)射極電流Ie。
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)紀(jì)念給,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:β--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(jiàn),對(duì)兩者不作嚴(yán)格區(qū)分,β值約為幾十至一百多。
三極管作為電流放大器件,在實(shí)際使用中常常利用其電流放大作用,通過(guò)電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷悍糯笞饔谩?/FONT>
三極管分很多種,按功率大小可分為大功率管和小功率管;按電路中的工作頻率可分為高頻管和低頻管;按半導(dǎo)體材料不同可分為硅管和鍺管;按結(jié)構(gòu)不同可分為NPN管和PNP管。無(wú)論是NPN型還是PNP型都分為三個(gè)區(qū),分別稱為發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū),由三個(gè)區(qū)各引出一個(gè)電極,分別稱為發(fā)射極(E)、基極(B)和集電極(C),發(fā)射區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié),集電區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)稱為集電結(jié)。其中發(fā)射極箭頭所示方向表示發(fā)射極電流的流向。在電路中,晶體管用字符T表示。具有電流放大作用的三極管,在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上具有其特殊性,這就是:其一是發(fā)射區(qū)摻雜濃度大于集電區(qū)摻雜濃度,集電區(qū)摻雜濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)摻雜濃度;其二是基區(qū)很薄,一般只有幾微米。這些結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是三極管具有電流放大作用的內(nèi)在依據(jù)。
三極管的特性曲線是用來(lái)表示各個(gè)電極間電壓和電流之間的相互關(guān)系的,它反映出三極管的性能,是分析放大電路的重要依據(jù)。特性曲線可由實(shí)驗(yàn)測(cè)得,也可在晶體管圖示儀上直觀地顯示出來(lái)。
1.輸入特性曲線
晶體管的輸入特性曲線表示了VCE為參考變量時(shí),IB和VBE的關(guān)系。
圖1是三極管的輸入特性曲線,由圖可見(jiàn),輸入特性有以下幾個(gè)特點(diǎn):
(1) 輸入特性也有一個(gè)“死區(qū)”。在“死區(qū)”內(nèi),VBE雖已大于零,但I(xiàn)B幾乎仍為零。當(dāng)VBE大于某一值后,IB才隨VBE增加而明顯增大。和二極管一樣,硅晶體管的死區(qū)電壓VT(或稱為門檻電壓)約為0.5V,發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓VBE =(0.6~0.7)V;鍺晶體管的死區(qū)電壓VT約為0.2V,導(dǎo)通電壓約(0.2~0.3)V。若為PNP型晶體管,則發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓VBE分別為(-0.6 ~ -0.7)V和(-0.2~ -0.3)V。
�。�2)一般情況下,當(dāng)VCE >1V以后,輸入特性幾乎與VCE=1V時(shí)的特性重合,因?yàn)閂CE >1V后,IB無(wú)明顯改變了。晶體管工作在放大狀態(tài)時(shí),VCE總是大于1V的(集電結(jié)反偏),因此常用VCE≥1V的一條曲線來(lái)代表所有輸入特性曲線。
2.輸出特性曲線
晶體管的輸出特性曲線表示以IB為參考變量時(shí),IC和VCE的關(guān)系,即:
圖2是三極管的輸出特性曲線,當(dāng)IB改變時(shí),可得一組曲線族,由圖可見(jiàn),輸出特性曲線可分放大、截止和飽和三個(gè)區(qū)域。
�。�1) 截止區(qū) :IB = 0的特性曲線以下區(qū)域稱為截止區(qū)。在這個(gè)區(qū)域中,集電結(jié)處于反偏,VBE≤0發(fā)射結(jié)反偏或零偏,即VC>VE≧VB。電流IC很小,(等于反向穿透電流ICEO)工作在截止區(qū)時(shí),晶體管在電路中猶如一個(gè)斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)。
�。�2) 飽和區(qū) :特性曲線靠近縱軸的區(qū)域是飽和區(qū)。當(dāng)VCE<VBE時(shí),發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均處于正偏,即VB>VC>VE。在飽和區(qū)IB增大,IC幾乎不再增大,三極管失去放大作用。規(guī)定VCE=VBE時(shí)的狀態(tài)稱為臨界飽和狀態(tài),用VCES表示,此時(shí)集電極臨界飽和電流:
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.
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.
hFE
電流放大倍數(shù).
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.
PCM
允許耗散功率.
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).
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