半導(dǎo)體三極管又稱為雙極型晶體管,簡(jiǎn)稱晶體管。晶體管主要特點(diǎn)是在一定的電壓條件下具有電流放大作用,它是一種控制電流的半導(dǎo)體器件。其作用是把微弱信號(hào)放大成幅度值較大的電信號(hào),也用作無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)。
三極管是在一塊半導(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。
一、三極管基本結(jié)構(gòu)
三極管有三個(gè)區(qū),分別是發(fā)射區(qū)E、基區(qū)B和集電區(qū)C,三個(gè)區(qū)按照NPN和PNP排列形成兩個(gè)PN結(jié)。基區(qū)與發(fā)射區(qū)的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)(JE),集區(qū)與集電區(qū)的PN結(jié)稱為集電結(jié)(JC)。符號(hào)中的箭頭表示發(fā)射結(jié)正偏時(shí)電流方向。箭頭指向外的位NPN管,指向內(nèi)的為PNP管。
晶體管內(nèi)部結(jié)構(gòu)
晶體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。
二、晶體三極管的三種工作狀態(tài)
三極管的三種狀態(tài)也叫三個(gè)工作區(qū)域,即:截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)。
(1)、截止區(qū):三極管工作在截止?fàn)顟B(tài),當(dāng)發(fā)射結(jié)電壓Ube小于0.6—0.7V的導(dǎo)通電壓,發(fā)射結(jié)沒(méi)有導(dǎo)通集電結(jié)處于反向偏置,沒(méi)有放大作用。
(2)、放大區(qū):三極管的發(fā)射極加正向電壓,集電極加反向電壓導(dǎo)通后,Ib控制Ic,Ic與Ib近似于線性關(guān)系,在基極加上一個(gè)小信號(hào)電流,引起集電極大的信號(hào)電流輸出。
(3)、飽和區(qū):當(dāng)三極管的集電結(jié)電流IC增大到一定程度時(shí),再增大Ib,Ic也不會(huì)增大,超出了放大區(qū),進(jìn)入了飽和區(qū)。飽和時(shí),Ic最大,集電極和發(fā)射之間的內(nèi)阻最小,電壓Uce只有0.1V~0.3V,Uce《Ube,發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于正向電壓。三極管沒(méi)有放大作用,集電極和發(fā)射極相當(dāng)于短路,常與截止配合于開關(guān)電路。
主要是根據(jù)兩個(gè)pn結(jié)的偏置條件來(lái)決定:
發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏——放大狀態(tài);
發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)也正偏——飽和狀態(tài);
發(fā)射結(jié)反偏,集電結(jié)也反偏——截止?fàn)顟B(tài)。
正偏與反偏的區(qū)別:對(duì)于NPN晶體管,當(dāng)發(fā)射極接電源正極、基極接負(fù)極時(shí),則發(fā)射結(jié)是正偏,反之為反偏;當(dāng)集電極接電源負(fù)極、基極(或發(fā)射極)接正極時(shí),則集電結(jié)反偏,反之為正偏。總之,當(dāng)p型半導(dǎo)體一邊接正極、n型半導(dǎo)體一邊接負(fù)極時(shí),則為正偏,反之為反偏。
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