——晶体三极管放大原理的讲解
晶体三极管作为一个常用器件，是构成现代电子世界的重要基石。然而，传统的教科书对其工作原理的讲述却存在有很大问题，使初学者对三极管的工作原理无法正常理解，感到别扭与迷茫。其主要问题有以下三点：
1 严重割裂晶体二极管与三极管在原理上的自然联系。没有真正说明三极管集电结为何会发生反偏导通并产生Ic？这看起来与二极管原理强调的PN结单向
导电性相矛盾。
2 放大状态下集电极电流Ic为什么只受控于电流Ib而与电压无关；即：Ic
与Ib之间为什么存在着一个固定的放大倍数关系。
3 饱和状态下，Vc电位很弱的情况下，为什么集电结仍然会有反向大电流
Ic通过。
很多教科书对于这部分内容，在讲解方法上都存在有很大问题。有一些针对初、中级学者的普及性教科书，干脆采用了回避的方法，只给出结论却不讲原因。既使专业性很强的教科书，采用的讲解方法大多也存在有很值得商榷的问题。这些问题集中表现在讲解方法的切入角度不恰当，致使逻辑混乱，讲解内容前后矛盾，甚至造成讲还不如不讲的效果，使很多初学者看后会产生一头雾水的感觉。
笔者根据多年的总结思考与教学实践，对于这部分内容摸索出了一个适合于自己教学的新讲解方法，并通过具体的教学实践收到了一定效果。虽然新的讲解方法也肯定会有所欠缺，但本人还是怀着与同行共同探讨的愿望不揣冒昧把它写出来，以期能通过同行朋友的批评指正来加以完善。
一、传统讲法及问题：
传统讲法一般分三步，以NPN型为例（以下所有讨论皆以NPN型硅管为例），如示意图A。“1 发射区向基区注入电子；2 电子在基区的扩散与复合；3 集电
区收集由基区扩散过来的电子。”注1
问题1：这种讲解方法在第3步中，讲解集电极电流Ic的形成原因时，不是着重地从载流子的性质方面说明集电结的反偏导通，从而产生了Ic，而是不恰当地侧重强调了Vc的高电位作用，同时又强调基区的薄。这种强调很容易使人产
生误解。以为只要Vc足够大基区足够薄，集电结就可以反向导通，PN结的单向导电性就会失效。其实这正好与三极管的电流放大原理相矛盾。三极管的电流放大原理恰恰要求在放大状态下Ic与Vc在数量上必须无关，Ic只能受控于Ib。
问题2：不能很好地说明三极管的饱和状态。当三极管工作在饱和区时，Vc 的值很小甚至低于Vb，此时仍然出现了很大的反向饱和电流Ic，也就是说在Vc 很小时，集电结仍然会出现反向导通的现象。这很明显地与强调Vc的高电位作
用相矛盾。
问题3：传统讲法第2步过于强调基区的薄，还容易给人造成这样的误解，以为只要基区足够薄，集电结就可能会失去PN结的单向导电特性。这显然与人们利用三极管内部两个PN结的单向导电性，来判断管脚名称的经验相矛盾。既使基区很薄，人们判断管脚名称时，也并没有发现因为基区的薄而导致PN结单向导电性失效的情况。基区很薄，但两个PN结的单向导电特性仍然完好无损，这才使得人们有了判断三极管管脚名称的办法和根据。
问题4：在第2步讲解为什么Ic会受Ib控制，并且Ic与Ib之间为什么会存在着一个固定的比例关系时，不能形象说明。只是从工艺上强调基区的薄与掺杂度低，不能从根本上说明电流放大倍数究竟是因为什么会保持不变。
问题5：割裂二极管与三极管在原理上的自然联系，无法实现内容上的自然过渡。甚至使人产生矛盾观念，二极管原理强调PN结正向导电反向截止，而三极管原理则又要求PN结能够反向导通。同时，也不能体现晶体三极管与电子三极管之间在电流放大原理上的历史联系。
二、新讲解方法：
1 切入点：
要想很自然地说明问题，就要选择恰当的切入点。讲三极管的原理我们从二极管的原理入手讲起。二极管的结构与原理都很简单，内部一个PN结具有单向导电性，如示意图B。很明显图示二极管处于反偏状态，PN结截止。我们要特别
注意这里的截止状态，实际上PN结截止时，总是会有很小的漏电流存在，也就是说PN结总是存在着反向关不断的现象，PN结的单向导电性并不是百分之百。
为什么会出现这种现象呢？这主要是因为P区除了因“掺杂”而产生的多数载流子“空穴”之外，还总是会有极少数的本征载流子“电子”出现。N区也是一样，除了多数载流子电子之外，也会有极少数的载流子空穴存在。PN结反偏时，能够正向导电的多数载流子被拉向电源，使PN结变厚，多数载流子不能再通过PN结承担起载流导电的功能。所以，此时漏电流的形成主要靠的是少数载流子，是少数载流子在起导电作用。反偏时，少数载流子在电源的作用下能够很容易地反向穿过PN结形成漏电流。漏电流只所以很小，是因为少数载流子的
数量太少。
很明显，此时漏电流的大小主要取决于少数载流子的数量。如果要想人为地增加漏电流，只要想办法增加反偏时少数载流子的数量即可。所以，如图B，如果能够在P区或N区人为地增加少数载流子的数量，很自然的漏电流就会人为地增加。其实，光敏二极管的原理就是如此。光敏二极管工作在反偏状态，因为光照可以增加少数载流子的数量，因而光照就会导致反向漏电流的改变，人们就是
利用这样的道理制作出了光敏二极管。
既然此时漏电流的增加是人为的，那么漏电流的增加部分也就很容易能够实
现人为地控制。
2 强调一个结论：
讲到这里，一定要重点地说明PN结正、反偏时，多数载流子和少数载流子所充当的角色及其性质。正偏时是多数载流子载流导电，反偏时是少数载流子载流导电。所以，正偏电流大，反偏电流小，PN结显示出单向电性。
特别要重点说明，反偏时少数载流子反向通过PN结是很容易的，甚至比正偏时多数载流子正向通过PN结还要容易。
即：PN结反偏时，截止的只是多数载流子。而对于少数截流子的通过，PN
结不仅不截止，反而会使其更加容易。
为什么呢？大家知道PN结内部存在有一个因多数载流子相互扩散而产生的内电场，而内电场的作用方向总是阻碍多数载流子的正向通过，所以，多数载流子正向通过PN结时就需要克服内电场的作用，需要约0.7伏的外加电压，这是PN结正向导通的门电压。而反偏时，内电场在电源作用下会被加强也就是PN结加厚，少数载流子反向通过PN结时，内电场作用方向和少数载流子通过PN结的方向一致，也就是说此时的内电场对于少数载流子的反向通过不仅不会有阻碍作用，甚至还会有帮助作用。这就导致了以上我们所说的结论：反偏时少数载流子反向通过PN结是很容易的，甚至比正偏时多数载流子正向通过PN结还要容易。这个结论可以很好解释前面提到的“问题2”，也就是教材后续内容要讲到的三极管的饱和状态。三极管在饱和状态下，集电极电位接近或稍低于基极电位，集电结处于零偏置，但仍然会有较大的集电结的反向电流Ic产生。
3 自然过渡：
继续讨论图B，PN结的反偏状态。利用光照控制少数载流子的产生数量就可以实现人为地控制漏电流的大小。既然如此，人们自然也会想到能否把控制的方法改变一下，不用光照而是用电注入的方法来增加N区或者是P区少数载流子的数量，从而实现对PN结的漏电流的控制。也就是不用“光”的方法，而是用“电”的方法来实现对电流的控制。注2
接下来重点讨论图B中的P区。重点看P区，P区的少数载流子是电子，要想用电注入的方法向P区注入电子，最好的方法就是如图C所示，在P区下面再用特殊工艺加一块N型半导体注3。图C所示其实就是NPN型晶体三极管的雏形，其相应各部分的名称以及功能与三极管完全相同。为方便讨论，以下我们对图C 中所示的各个部分的名称直接采用与三极管相应的名称（如“发身结”，“集电
极”等）。
再看示意图C，图中最下面的发射区N型半导体内电子作为多数载流子大量存在，而且，如图C中所示，要将发射区的电子注入或者说是发射到P区（基区）是很容易的，只要使发射结正偏即可。具体说就是在基极与发射极之间加上一个足够的正向的门电压（约为0.7伏）就可以了。在外加门电压作用下，发射区的电子就会很容易地被发射注入到基区，这样就实现了对基区少数载流子——“电
子”在数量上的改变。
4 集电极电流Ic的形成：
如图C，发射结加上正偏电压导通后，在外加电压的作用下，发射区的多数载流子——电子就会很容易地被大量发射进入基区。这些载流子一旦进入基区，它们在基区（P区）的身份仍然属于少数载流子的性质。如前所述，少数载流子很容易反向穿过处于反偏状态的PN结。所以，这些载流子——电子就会很容易向上穿过处于反偏状态的集电结到达集电区形成集电极电流Ic。由此可见，集电极电流的形成并不是一定要靠集电极的高电位。
集电极电流的大小更主要的要取决于发射区载流子对基区的注入，取决于这种发射与注入的程度。这种载流子的发射注入程度几乎与集电极电位的高低没有什么关系。这正好能自然地说明，为什么三极管在放大状态下，集电极电流Ic 的大小与集电极电位Vc在数量上无关的原因。
放大状态下Ic并不受控于Vc，Vc的作用主要是维持集电结的反偏状态，以此来满足三极管放状态下所需要外部电路条件。
对于Ic还可以做如下结论：Ic的本质是“少子”电流，是通过电注入方法而实现的人为可控的集电结“漏”电流。这就是Ic为什么会很容易反向穿过集
电结的原因。
5 Ic与Ib的关系：
很明显，对于三极管的内部电路来说，图C与图D是完全等效的。图D就是教科书上常用的三极管电流放大原理示意图。
看图D，接着上面的讨论，集电极电流Ic与集电极电位Vc的大小无关，主要取决于发射区载流子对基区的注入程度。
通过上面的讨论，现在已经明白，NPN型三极管在电流放大状态下，内部的电流主要就是由发射区经基区再到集电区贯穿整个三极管的“电子”流。也就是贯穿三极管的电流Ic主要是电子流。这种贯穿的电子流，其情形与历史上的电子三极管非常类似。如图E，图E就是电子三极管的原理示意图。电子三极管的电流放大原理因为其结构的直观形象，可以很自然地得到解释。
三极管替换及常用开关三极管 三极管替换及常用开关三极管 gaost 发表于2009-5-4 8:44:00 8 推荐 一、三极管的类型及材料 初学者首先必须清楚三极管的类型及材料。常用三极管的类型有NPN型与PNP型两种。由于这两类三极管工作(工作总结)时对电压的极性要求不同，所以它们是不能相互代换的。 三极管的材料有锗材料和硅材料。它们之间最大的差异就是起始电压不一样。锗管PN结的导通电压为0.2V左右，而硅管PN结的导通电压为0.6～0.7V。在放大电路中如果用同类型的锗管代换同类型的硅管，或用同类型的硅管代换同类型的锗管一般是可以的，但都要在基极偏置电压上进行必要的调整，因为它们的起始电压不一样。但在脉冲电路和开关电路中不同材料的三极管是否能互换必须具体分析，不能盲目代换。 二、三极管的主要参数 选用三极管需要了解三极管的主要参数。若手中有一本晶体管特性手册最好。三极管的参数很多，根据实践经验，我认为主要了解三极管的四个极限参数：ICM、BVCEO、PCM及fT即可满足95%以上的使用需要。 1. ICM是集电极最大允许电流。三极管工作(工作总结)时当它的集电极电流超过一定数值时，它的电流放大系数β将下降。为此规定三极管的电流放大系数β变化不超过允许值时的集电极最大电流称为ICM。所以在使用中当集电极电流IC超过ICM时不至于损坏三极管，但会使β值减小，影响电路的工作(工作总结)性能。 2. BVCEO是三极管基极开路时，集电极-发射极反向击穿电压。如果在使用中加在集电极与发射极之间的电压超过这个数值时，将可能使三极管产生很大的集电极电流，这种现象叫击穿。三极管击穿后会造成永久性损坏或性能下降。 3. PCM是集电极最大允许耗散功率。三极管在工作(工作总结)时，集电极电流在集电结上会产生热量而使三极管发热。若耗散功率过大，三极管将烧坏。在使用中如果三极管在大于PCM下长时间工作(工作总结)，将会损坏三极管。需要注意的是大功率三极管给出的最大允许耗散功率都是在加有一定规格散热器情况下的参数。使用中一定要注意这一点。 4. 特征频率fT。随着工作(工作总结)频率的升高，三极管的放大能力将会下降，对应于β=1时的频率fT叫作三极管的特征频率。 三、一般小功率三极管的选用 小功率三极管在电子电路中的应用最多。主要用作小信号的放大、控制或振荡器。选用三极管时首先要搞清楚电子电路的工作(工作总结)频率大概是多少。如中波收音机振荡器的最高频率是2MHz左右；而调频收音机的最高振荡频率为120MHz左右；电视机中VHF频段的最高振荡频率为250MHz左右；UHF 频段的最高振荡频率接近1000MHz左右。工程设计中一般要求三极管的fT大于3倍的实际工作(工作总结)频率。所以可按照此要求来选择三极管的特征频率fT。由于硅材料高频三极管的fT一般不低于50MHz，
内蒙古师范大学计算机与信息工程学院《低频电子线路》课程设计报告
简易双极性三极管放大倍数检测电路 计算机与信息工程学院 2011级通信班 张利刚 20111105465 指导教师 张鹏举 讲师 摘要 随着电子测量的不断发展，三极管在集成电路中的应用极为广泛，对于三 极管的特性也有着不同的需求，由于工艺等个方面的不同，晶体管的方大倍数也有区别。 本实验的是实现对两类晶体管放大倍数的测定。实验电路由三极管类型判别电路、三级管放大倍数档位判断电路(利用电压比较器)、显示电路、报警电路和电源电路五部分构成。旨在通过实验电路大致判断出三极管的型号以及放大倍数的大概范围，分别实现三极管类型判断、档位判断、显示放大倍数、报警提示、电源电路设计等功能。 关键词 晶体管 β检测电路 发光二极管 电压比较器 1 设计任务及主要技术指标和要求 （1）设计一个简易双极型三极管电流放大倍数β判断电路，该电路能检测出三极管电流放大倍数β的档位，同时可以通过手动实现对档位的改变。 （2）此简易双极型三极管电流放大倍数β判断电路可由三极管类型判断电路、 三极管电流放大倍数测量电路、三极管电流放大倍数挡位测量电路、显示电路、电源电路等几部分组成。 a ．三极管类型判断电路：要求该电路能够检测出三极管的类型（NPN 或PNP ）； b ．三极管电流放大倍数测量电路：要求该电路能够测出电流放大倍数β； c ．三极管电流放大倍数挡位测量电路：要求该电路至少能够将三极管电流放大倍数β从0－+∞分为8个挡位，并可通过手动调节8个挡位值的具体大小； d ．显示电路：要求该电路能够将不同的三极管电流放大倍数β加以区别显示； e ．电源电路：要求该电路为上述各电路提供12V 直流电源。 2 工作原理 三极管放大倍数 档位测试电路的核心部分是由运算放大器构成的比较器。其工作原理是通过运算放大器的同向输入端的电阻分压得到四个标准电压值，再通过由前级电路的输入进行比较，从而判断不同的档位。规则如下：如果C V 大于标准电压值，则输出低电平；如果 C V 小于标准电压值，则输出为高电平。从而对不同的C V 与分压电阻上的不同电压值进行比较，输出不同的电压值，间
三极管开关电路工作原理解析 图一所示是NPN三极管的共射极电路，图二所示是它的特性曲线图，图中它有3 种工作区域：截止区(C utoff Region)、线性区(Active Region) 、饱和区(Saturation Region)。三极管是以B 极电流IB 作为输入，操控整个三极管的工作状态。若三极管是在截止区，IB 趋近于0 (VBE 亦趋近于0)，C 极与E 极间约呈断路状态，IC = 0，VCE = VCC。若三极管是在线性区，B-E 接面为顺向偏压，B-C 接面为逆向偏压，I B 的值适中(VBE = 0.7 V)，I C =h F E I B 呈比例放大，Vce = Vcc -Rc I c = V cc - Rc hFE I B可被IB 操控。若三极管在饱和区，IB 很大，VBE = 0.8 V，VCE = 0.2 V，VBC = 0.6 V，B-C 与B -E 两接面均为正向偏压，C-E间等同于一个带有0.2 V 电位落差的通路，可得I c=( Vcc - 0.2 )/ Rc ，I c 与IB 无关了，因此时的IB大过线性放大区的IB 值，Ic 图3、截止态如同断路线图图4、饱和态如同通路 实验：三极管的开关作用 简单三极管开关：电路如图5，电阻RC是LED限流用电阻，以防止电压过高烧坏LED（发光二极管），将输入信号VIN 从0 调到最大(等分为约20 个间隔)，观察并记录对的VOUT 以及LED 的亮度。当三极管开关为断路时，VOUT =VCC =12 V，LED 不亮。当三极管开关通路时，VOUT = 0.2V ，LED 会亮。改良三极管开关：因为三极管由截止区过度到饱和区需经过线性区，开关的效果不会有明确的界线。为使三极管开关的效果明确，可串接两三极管，电路如图六。同样将输入信号VIN 从0 调到最大(等分为约20 个间隔)，观察并记录对应的VOUT 以及LED 的亮度。 三极管的工作原理集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN# 项目一三极管的工作原理 三极管，全称应为半导体三极管，也称晶体管、晶体三极管，是一种电流控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号，也用作无触点开关。晶体三极管，是半导体基本元器·件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。分成NPN 和PNP两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。下图是各种常用三极管的实物图和符号。 一、三极管的电流放大作用 下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示，我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib；把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流 Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制（假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话），并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数（β一般远大于1，例如几十，几百）。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。 二、三极管的偏置电路 三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性（相当于一个二极管），基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生（对于硅管，常取）。当基极与发射极之间的电压小于时，基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变（因为小于时，基极电流都是0）。如果我们事先在三极管的基 极上加上一个 合适的电流 （叫做偏置电 流，上图中那 个电阻Rb就 是用来提供这 个电流的，所 以它被叫做基 极偏置电 阻），那么当 一个小信号跟 这个偏置电流 叠加在一起 时，小信号就 常用开关管、场管、IC参数、国内外相似替换型号 分类:液晶屏维修实例 2009.7.9 12:15 作者：龙哥 | 评论：0 | 阅读：0 2SC1885 150V,0.05A 0.75,200MHZ BF297,BF422,BF391,3DG180K NPN 2SC2336 180V,1.5A,25W,95MHZ 2SC2238A,2SC2238B,2SC2660, NPN 2SD478,2SD608A,2SD760,2SD1138, 3DA25F 2SC3306 500V,10A,100W BUV48A,BUV48B,BUV48C,BUW13 NPN 2SC2740,2SC3042,2SC3277,2SC3365 2SC3842,2DK308C 2SC3461 1100V,8A,140W BU902,2SC3643,2SC3847,2SC3982, NPN 2SD1433 2SC3746 80V,5A,20W 2SC3253,2SC3258,2SC3540,2SC3691 NPN 2SC4549,2SD1270,2SC1832 2SC3866 900V,3A,40W 2SC2979,2SC3178,2SC3559,2SC3979 NPN 2SC4303 2SC3953 2SC3886 1400V,8A,50W BU508AF,2SC3847,2SC3896,2SD1850 NPN 2SD1886 2SC3997 1500V,20A,250W - NPN 2SC4111 1500V,10A,150W 2SC3307,2SC3897,2SC3995 N PN 2SC4159 180V,1.5A,15W 2SC3298A,2SC3298B,2SD1763A,2SD177 2 NPN 2SC4288 1400V,12A,200W 2SC3910,2SC3995 NPN 2SC4538 2SC4633 1500V,0.03A,7W 2SC4451,2SC4576 NPN 2SC4686A 1500V,0.05A,10W 2SC4578 NPN 2SC4833 500V,5A,35W BUT11AF,2SC3310,2SC3570,2SC4026 NPN 2SC4054,2SC4160,2SC4073,2SC4371 2SC4834 500V,8A,45W BU306F,BUT12AF,2SC3626,2SC4130, NPN 这些虽不能涵盖所有的三极管型号，例如3DD系列等，但是都是极其常用的型号，例如901系列，简直是无所不在。在网上查的电子元件手册都是卖书的广告，找到点参数型号确实不易。 S9013是NPN型三极管，放大倍数分为六级，在三极管上有标识： D级：64-91 E级：78-112 F级：96-135 G级：112-166 H级：144-220 I级：190-300 名称封装极性功能耐压电流功率频率配对管 D63328NPN音频功放开关100V7A40W达林顿 9013 21 NPN 低频放大50V0. 5A0. 625W 9012 9014 21 NPN 低噪放大50V0. 1A0. 4W 150HM Z9015 9015 21 PNP 低噪放大50V0. 1A0. 4W 150MHZ 9014 901821NPN高频放大30V0.05A0.4W1000MHZ 805021NPN高频放大40V1.5A1W100MHZ8550 855021PNP高频放大40V1.5A1W100MHZ8050 2N222221NPN通用60V0.8A0.5W25／200NS 2N23694ANPN开关40V0.5A0.3W800MHZ 2N29074ANPN通用60V0.6A0.4W26／70NS 2N305512NPN功率放大100V15A115WMJ2955 2N34406NPN视放开关450V1A1W15MHZ2N6609 2N377312NPN音频功放开关160V16A50W 2N390421ENPN通用60V0.2A 2N290621CPNP通用40V0.2A 2N2222A21铁NPN高频放大75V0.6A0.625W300MHZ 2N671821铁NPN音频功放开关100V2A2W 2N540121PNP视频放大160V0.8050三极管引脚图6A0.625W100MHZ2N5551 2N555121NPN视频放大160V0.6A0.625W100MHZ2N5401 2N568512NPN音频功放开关60V50A300W 2N627712NPN功放开关180V50A250W 901221PNP低频放大50V0.5A0.625W9013 2N667812NPN音频功放开关650V15A175W15MHZ 9012贴片PNP低频放大50V0.5A0.625W9013 3DA87A6NPN视频放大100V0.1A1W 3DG6B6NPN通用20V0.02A0.1W150MHZ 3DG6C6NPN通用25V0.02A0.1W250MHZ 3DG6D6NPN通用30V0.02A0.1W150MHZ MPSA4221ENPN电话视频放大300V0.5A0.625WMPSA92 MPSA9221EPNP电话视频放大300V0.5A0.625WMPSA42 MPS2222A21NPN高频放大75V0.6A0.625W300MHZ 谈谈三极管的开关功能 三极管的工作机理本质上就是通过be之间的电流来控制ce之间的电流。所以b极叫基极也叫控制极。本科生们关于三极管的一个粗糙的印象是三极管有放大作用，至于放大什么东西，可能有相当一部分人也含糊不清。我们这里说的放大，当然是指be间的电流来控制gemfield倍于它的流经ce之间的电流，这个gemfield，通常是100左右。形象的说，Ic就是将Ib放大100倍所得的电流。 三极管的工作有三种状态，即截止状态、线性放大状态、饱和状态。其实我本人是非常不喜欢这三个名字的。只是另起炉灶的话，会浪费更多的精力，也就罢了。不过深刻了解了这三种工作状态，以后便可以真正做到胸有成竹，从而看透电路中万变不离其宗的三级管用法。 那就先说截止状态吧。在描述三极管工作条件时，经常会蹦出正偏或者反偏这类词语，比如集电结反偏。这些词语也是令我很讨厌的一类词语，仿佛就是一个个骗子，将初始时我们对于森林的好奇最终引向了弥漫着雾气的杂草丛生的沼泽地带。所以我先费些笔墨来解释一下这个词语。所谓正偏，即两极间加的电压与PN结的导通方向一致，如本例中的2n5550 安森美NPN硅管，对于b、e构成的发射结来说，b极电位高于e极电位，就叫发射结正偏，相反则叫反偏！而对于b、c构成的集电结来说，b极电位高于c极电位，就叫集电结正偏，相反就叫反偏。 那么这个2n5550三极管什么时候处于截止状态呢？我们说当我们打开三极管的钥匙——be间的电压，有一个开启的电压，大约在0.5到0.6v之间。注意是b比e高0.5到0.6v，也就是说当b的电位比e 的电位高不出这个电压时，比如是0.4v或者0.1v或者-0.1v，我们就说三极管陷入了截止状态。这个时候，从c流向e的电流很小——只有1微安以下，因为我们还不具备开启三极管的钥匙。在multisim 10的电路仿真中，当ce间的电压为5v，Vbe钥匙电压为0.4v时，流经ce电流（Ic）为800多纳安。ce之间5v 这个还算可以的电压才仅仅产生了Ic纳安级渺小的电流。只能说ce间的电阻太大了。所以说，这个时候的ce间电阻很大，我们把它近似于开路。 所以对截止状态做个总结时，我们就说当be这把开启钥匙没有达到开启电压时（0.5到0.6）时，ce开路。这时的三极管你可以说它是装饰物，也可以说它是石头，甚至你把它从电路中拿走也没关系。这就是第一个我们要阐述的三极管的官员状态——我在休息，什么也不做。 不过不幸的是，下面还有一大段话要啰嗦。这些谆谆教诲对于三极管的任意一种工作状态都是适用的： 截止状态也不是说因为不用工作，所以就没有什么参数限制了。这是不对的，就像官员上班时间也在休息，甚至都有人在打麻将，ok，这是没关系的，反正也不会丢掉乌纱帽。但你不能放火烧房子，这个就不行了。同样，三极管在be的电位差不足前面提到的那个钥匙电压时不工作，但是be之间的电位差也不能太低了。比如，是一个很大的负值，这就是说e的电位反而比b的电位高很多。我们都知道三极管的be之间像一个pn结，那么毫无疑问也有一个反向耐压值。所以这块儿也有一个这样的值，就是说发射极的电位不能比基极高出那么多的一个值，是多少呢？对于2N5550来说，是6v，也就是说当Vbe<-6v时，三极管的发射结可能会被反向击穿。 三极管工作原理介绍，NPN和PNP型三极 管的原理图与各个引脚介绍 三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种电流控制电流的半导体器件·其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。 PNP与NPN两种三极管各引脚的表示： 三极管引脚介绍 NPN三极管原理图： PNP三极管原理图： 常见的三极管为9012、s8550、9013、s8050.单片机应用电路中三极管主要的作用就是开关作用。 其中9012与8550为pnp型三极管，可以通用。 其中9013与8050为npn型三极管，可以通用。 区别引脚：三极管向着自己，引脚从左到右分别为ebc，原理图中有箭头的一端为e，与电阻相连的为b，另一个为c。箭头向里指为PNP（9012或8550），箭头向外指为NPN（9013或8050）。 如何辨别三极管类型，并辨别出e（发射极）、b（基极）、c （集电极）三个电极 ①用指针式万用表判断基极b 和三极管的类型：将万用表欧姆挡置“R &TI mes; 100”或“R&TI mes;lk”处，先假设三极管的某极为“基极”，并把黑表笔接在假设的基极上，将红表笔先后接在其余两个极上，如果两次测得的电阻值都很小（或约为几百欧至几千欧），则假设的基极是正确的，且被测三极管为NPN 型管；同上，如果两次测得的电阻值都很大（约为几千欧至几十千欧），则假设的基极是正确的，且被 三极管工作原理分析，精辟、透彻，看后你就懂 随着科学技的发展，电子技术的应用几乎渗透到了人们生产生活的方方面面。晶体三极管作为电子技术中一个最为基本的常用器件，其原理对于学习电子技术的人自然应该是一个重点。三极管原理的关键是要说明以下三点: 1、集电结为何会发生反偏导通并产生Ic，这看起来与二极管原理强调的PN结单向导电性相矛盾。 2、放大状态下集电极电流Ic为什么会只受控于电流Ib而与电压无关；即：Ic与Ib之间为什么存在着一个固定的放大倍数关系。虽然基区较薄，但只要Ib为零，则Ic即为零。 3、饱和状态下，Vc电位很弱的情况下，仍然会有反向大电流Ic 的产生。 很多教科书对于这部分内容，在讲解方法上处理得并不适当。特别是针对初、中级学者的普及性教科书，大多采用了回避的方法，只给出结论却不讲原因。即使专业性很强的教科书，采用的讲解方法大多也存在有很值得商榷的问题。这些问题集中表现在讲解方法的切入角度不恰当，使讲解内容前后矛盾，甚至造成讲还不如不讲的效果，使初学者看后容易产生一头雾水的感觉。笔者根据多年的总结思考与教学实践，对于这部分内容摸索出了一个适合于自己教学的新讲解方法，并通过具体的教学实践收到了一定效果。虽然新的讲解方法肯定会有所欠缺，但本人还 是怀着与同行共同探讨的愿望不揣冒昧把它写出来，以期能通过同行朋友的批评指正来加以完善。 一、传统讲法及问题： 传统讲法一般分三步，以NPN型为例（以下所有讨论皆以NPN型硅管为例），如示意图A。1.发射区向基区注入电子；2.电子在基区的扩散与复合；3.集电区收集由基区扩散过来的电子。”（注1） 问题1：这种讲解方法在第3步中，讲解集电极电流Ic的形成原因时，不是着重地从载流子的性质方面说明集电结的反偏导通，从而产生了Ic，而是不恰当地侧重强调了Vc的高电位作用，同时又强调基区的薄。这种强调很容易使人产生误解。以为只要Vc足够大基区足够薄，集电结就可以反向导通，PN结的单向导电性就会失效。其实这正好与三极管的电流放大原理相矛盾。三极管的电流放大原理恰恰要求在放大状态下Ic与Vc在数量上必须无关，Ic只能受控于Ib。 1、三极管的正偏与反偏：给PN结加的电压和PN结的允许电流方向一致的叫正偏，否则就是反偏。即当P区（阳极）电位高于N区电位时就是正偏，反之就是反偏。例如NPN型三极管，位于放大区时，Uc>Ub集电极反偏，Ub>Ue 发射极正偏。总之，当p型半导体一边接正极、n型半导体一边接负极时，则为正偏，反之为反偏。 NPN和PNP主要是电流方向和电压正负不同。 NPN是用B—E的电流（IB）控制C—E的电流（IC），E极电位最低，且正常放大时通常C极电位最高，即VC>VB>VE。 PNP是用E—B的电流（IB）控制E—C的电流（IC），E极电位最高，且正常放大时通常C极电位最低，即VC 详解经典三极管基本放大电路 三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。分成NPN和PNP 两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。 图1：三极管基本放大电路 下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示，我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话)，并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1，例如几十，几百)。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R*I 可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。 三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管)，基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管，常取0.7V)。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时，基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时，基极电流都是0)。如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流，上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的，所以它被叫做基极偏置电阻)，那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小信号就会导致基极电流的变化，而基极电流的变化，就会被放大并在集电极上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求，如果没有加偏置，那么只有对那些增加的信号放大，而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0，不能再减小了)。而加上偏置，事先让集电极有一定的电流，当输入的基极电流变小时，集电极电流就可以减小;当输入的基极电流增大时，集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。 下面说说三极管的饱和情况。像上面那样的图，因为受到电阻Rc的限制(Rc是固定值，那么最大电流为U/Rc，其中U为电源电压)，集电极电流是不能无限增加下去的。当基极电流的增大，不能使集电极电流继续增大时，三极管就进入了饱和状态。一般判断三极管是否饱和的准则是：Ib*β〉Ic。进入饱和状态之后，三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小，可以理解为一个开关闭合了。这样我们就可以拿三极管来当作开关使用：当基极电流为0时，三极管集电极电流为0(这叫做三极管截止)，相当于开关断开;当基极电流很大，以至于三极管饱和时，相当于开关闭合。如果三极管主要工作在截止和饱和状态，那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。 如果我们在上面这个图中，将电阻Rc换成一个灯泡，那么当基极电流为0时，集电极电流为0，灯泡灭。如果基极电流比较大时(大于流过灯泡的电流除以三极管的放大倍数β)，三极管就饱和，相当于开关闭合，灯泡就亮了。由于控制电流只需要比灯泡电流的β分之一大一点就行了，所以就可以用一个小电流来控制一个大电流的通断。如果基极电流从0慢慢增加，那么灯泡的亮度也会随着增加(在三极管未饱和之前)。 通俗易懂的三极管工作原理 1、晶体三极管简介。晶体三极管是p 型和n 型半导体的有机结合，两个pn 结之间的相 互影响，使pn 结的功能发生了质的飞跃，具有电流放大作用。晶体三极管按结构粗分有npn 型和pnp 型两种类型。如图2-17所示。（用Q 、VT 、PQ 表示） 三极管之所以具有电流放大作用，首先，制造工艺上的两个特点：(1)基区的宽度做的非常薄；(2)发射区掺杂浓度高，即发射区与集电区相比具有杂质浓度高出数百倍。 2、晶体三极管的工作原理。 其次，三极管工作必 要条件是(a)在B 极和 E 极之间施加正向电 压(此电压的大小不能 超过1V)；（b ）在C 极 和E 极之间施加反向 电压（此电压应比eb 间电压较高）；（c ）若 要取得输出必须施加 负载。 图2-17 三极管的构造示意图 最后，当三极管满足必要的工作条件后，其工作原理如下： (1) 基极有电流流动时。由于B 极和E 极之间有正向电压，所以电子从发射极向基极移动，又因为C 极和E 极间施加了反向电压，因此，从发射极向基极移动的电子，在高电压的作用下，通过基极进入集电极。于是，在基极所加的正电压的作用下，发射极的大量电子被输送到集电极，产生很大的集电极电流。 （2）基极无电流流动时。在B 极和E 极之间不能施加电压的状态时，由于C 极和E 极 间施加了反向电压，所以集电极的 电子受电源正电压吸引而在C 极和E 极之间产生空间电荷区，阻碍了从发射极向集电极的电子流动，因而就没有集电极电流产生。 综上所述，在晶体三极管中 很小的基极电流可以导致很大的 集电极电流，这就是三极管的电 流放大作用。此外，三极管还能通过基极电流来控制集电极电流的导通和截止，这就是三极管的开关作 图2-18 晶体三极管特性曲线 用（开关特性）。参见晶体三极管特性曲线2-18图所示： 3、晶体三极管共发射极放大原理如下图所示： A 、vt 是一个npn 型三极管，起放大作用。 三极管和MOS管做开关用时的区别 ?我们在做电路设计中三极管和MOS管做开关用时候有什么区别工作性质： 1.三极管用电流控制，MOS管属于电压控制. 2、成本问题：三极管便宜，MOS管贵。 3、功耗问题：三极管损耗大。 4、驱动能力：MOS管常用来电源开关，以及大电流地方开关电路。 实际上就是三极管比较便宜，用起来方便，常用在数字电路开关控制。 MOS管用于高频高速电路，大电流场合，以及对基极或漏极控制电流比较敏感的地方。 一般来说低成本场合，普通应用的先考虑用三极管，不行的话考虑MOS管 实际上说电流控制慢，电压控制快这种理解是不对的。要真正理解得了解双极晶体管和MOS晶体管的工作方式才能明白。三极管是靠载流子的运动来工作的，以npn管射极跟随器为例，当基极加不加电压时，基区和发射区组成的pn结为阻止多子（基区为空穴，发射区为电子）的扩散运动，在此pn结处会感应出由发射区指向基区的静电场（即内建电场），当基极外加正电压的指向为基区指向发射区，当基极外加电压产生的电场大于内建电场时，基区的载流子（电子）才有可能从基区流向发射区，此电压的最小值即pn结的正向导通电压（工程上一般认为0.7v）。但此时每个pn结的两侧都会有电荷存在，此时如果集电极-发射极加正电压，在电场作用下，发射区的电子往基区运动（实际上都是电子的反方向运动），由于基区宽度很小，电子很容易越过基区到达集电区，并与此处的PN的空穴复合（靠近集电极），为维持平衡，在正电场的作用下集电区的电子加速外集电极运动，而空穴则为pn结处运动，此过程类似一个雪崩过程。集电极的电子通过电源回到发射极，这就是晶体管的工作原理。三极管工作时，两个pn结都会感应出电荷，当做开关管处于导通状态时，三极管处于饱和状态，如果这时三极管截至，pn结感应的电荷要恢复到平衡状态，这个过程需要时间。而MOS三极管工作方式不同，没有这个恢复时间，因此可以用作高速开关管。 ?（1）场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用场效应管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用晶体管。 （2）场效应管是利用多数载流子导电，所以称之为单极型器件，而晶体管是即有多数载流子，也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。 三极管三个管脚识别1、由三极管外形判断三个管脚 2、用万用表测量判断 可以用万用表来初步确定三极管的好坏及类型(NPN 型还是PNP 型),并辨别出e（发射极）、b（基极）、c（集电极）三个电极。测试方法如下: ①用指针式万用表判断基极 b 和三极管的类型: 将万用表欧姆挡置"R ×100" 或"R×lk" 处,先假设三极管的某极为"基极",并把黑表笔接在假设的基极上,将红表笔先后接在其余两个极上,如果两次测得的电阻值都很小(或约为几百欧至几千欧),则假设的基极是正确的,且被测三极管为NPN 型管；同上,如果两次测得的电阻值都很大( 约为几千欧至几十千欧), 则假设的基极是正确的,且被测三极管为PNP 型管。如果两次测得的电阻值是一大一小,则原来假设的基极是错误的,这时必须重新假设另一电极为"基极"，再重复上述测试。 ②判断集电极c和发射极e: 仍将指针式万用表欧姆挡置"R × 100"或"R × 1k" 处,以NPN管为例,把黑表笔接在假设的集电极c上,红表笔接到假设的发射极e上,并用手捏住b和c极( 不能使b、c直接接触), 通过人体, 相当 b 、 C 之间接入偏置电阻, 读出表头所示的阻值, 然后将两表笔反接重测。若第一次测得的阻值比第二次小, 说明原假设成立, 因为c 、e 问电阻值小说明通过万用表的电流大, 偏置正常。 ③用数字万用表 测二极管的挡位也能检测三极管的PN结,可以很方便地确定三极管的好坏及类型,但要注意,与指针式万用表不同,数字式万用表红表笔为内部电池的正端。例:当把红表笔接在假设的基极上, 而将黑表笔先后接到其余两个极上, 如果表显示通〈硅管正向压降在0.6V 左右), 则假设的基极是正确的, 且被测三极管为NPN 型管。 数字式万用表一般都有测三极管放大倍数的挡位(hFE), 使用时, 先确认晶体管类型, 然后将被测管子e 、b 、c三脚分别插入数字式万用表面板对应的三极管插孔中,表显示出hFE 的近似值。 PNP三极管工作原理解密 对三极管放大作用的理解，切记一点：能量不会无缘无故的产生，所以，三极管一定不会产生能量，但三极管厉害的地方在于：它可以通过小电流控制大电流。放大的原理就在于：通过小的交流输入，控制大的静态直流。 假设三极管是个大坝，这个大坝奇怪的地方是，有两个阀门，一个大阀门，一个小阀门。小阀门可以用人力打开，大阀门很重，人力是打不开的，只能通过小阀门的水力打开。所以，平常的工作流程便是，每当放水的时候，人们就打开小阀门，很小的水流涓涓流出，这涓涓细流冲击大阀门的开关，大阀门随之打开，汹涌的江水滔滔流下。如果不停地改变小阀门开启的大小，那么大阀门也相应地不停改变，假若能严格地按比例改变，那么，完美的控制就完成了。 在这里，Ube就是小水流，Uce就是大水流，人就是输入信号。当然，如果把水流比为电流的话，会更确切，因为三极管毕竟是一个电流控制元件。 如果某一天，天气很旱，江水没有了，也就是大的水流那边是空的。管理员这时候打开了小阀门，尽管小阀门还是一如既往地冲击大阀门，并使之开启，但因为没有水流的存在，所以，并没有水流出来。这就是三极管中的截止区。 饱和区是一样的，因为此时江水达到了很大很大的程度，管理员开的阀门大小已经没用了。如果不开阀门江水就自己冲开了，这就是二极管的击穿。 在模拟电路中，一般阀门是半开的，通过控制其开启大小来决定输出水流的大小。没有信号的时候，水流也会流，所以，不工作的时候，也会有功耗。 而在数字电路中，阀门则处于开或是关两个状态。当不工作的时候，阀门是完全关闭的，没有功耗。 晶体三极管是一种电流控制元件。发射区与基区之间形成的PN结称为发射结，而集电区与基区形成的PN结称为集电结。晶体三极管按材料分常见的有两种：锗管和硅管。而每一种又有NPN 和PNP两种结构形式，使用最多的是硅NPN和PNP两种，两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的，三极管工作在放大区时，三极管发射结处于正偏而集电结处于反偏，集电极电流Ic受基极电流Ib的控 制，Ic的变化量与Ib变化量之比称作三极管的交流电流放大倍数β（β=ΔIc/ΔIb，Δ表示变化量。）在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用，通过电阻转变为电压放大作用。 要判断三极管的工作状态必须了解三极管的输出特性曲线，输出特性曲线表示Ic随Uce的变化关系（以Ib为参数），从输出特性曲线可见，它分为三个区域：截止区、放大区和饱和区。 根据三极管发射结和集电结偏置情况，可以判别其工作状态： 对于NPN三极管，当Ube≤0时，三极管发射结处于反偏工作，则Ib≈0，三极管工作在截止区；当晶体三极管发射结处于正偏而集电结处于反偏工作时，三极管工作在放大区，Ic随Ib近似作 pnp三极管工作原理 三极管这类商品是我们日常生活中比较常见的一种商品，虽然用的不多，但是它的作用是很大的。对于一些没接触过它的人来说不知道pnp三极管的作用是什么，以及它的工作原理是怎么的，接下来小编就给大家介绍一下关于pnp三极管工作原理及它的一些基本知识。 1、PNP三极管结构建模 晶体三极管是半导体的基本器件之一。它的主要功能是放大电流和电子电路的核心元件。它的功能是放大电流和开关。其主要结构是在半导体的基本芯片上做两个相似的PN结，然后将正半导体分成三部分。 2、PNP三极管工作原理 晶体三极管可以分为以下两种类型根据材料,即锗管和硅管,无论哪一个结构形式,和我们用的最多的是硅NPN三极管和锗PNP型两种,其工作原理是利用收集电力半导体之间的联系。 点击放大图片 要理解三极管的放大效应，请记住一件事:能量不会无缘无故产生，所以晶体管不会产生能量，三极管的强大之处在于它可以通过小电流来控制大电流。放大原理是:通过小的交流输入，控制大的静态直流。假设三极管是一个水坝，这个水坝的奇怪之处在于它有两个阀门，一个大的和一个小的。小阀门可以人工开启，大阀门非常重，人工无法开启，只有通过液压开启小阀门。因此，正常的工作流程是，当水被排放，人们打开小阀门，小的水涓滴而出。涓涓细流冲击着大阀门的开关，大阀门打开，湍流的河流就顺流而下。如果你不断地改变小阀 门的开启尺寸，那么大阀门也会随之改变。如果你能严格按比例改变它，完美的控制就会完成。 这里，Uber是小电流，uce是大电流，human是输入信号。当然，比较水流和电流会更准确，因为三极管毕竟是一个电流控制元件。如果有一天，天气很干燥，河里没有水，也就是说，在大水流的另一边没有水。这时管理员打开了小阀门。虽然小阀门仍然像往常一样冲击大阀门，使其打开，但是没有水流，因为没有水流。这是三极管的截止区域。 饱和区是一样的，因为河水已经达到了非常大的程度，管理员开启的阀门通径不再有用。如果你不打开阀门，河水就会自己打开。这是二极管的击穿。 在模拟电路中，一般阀门是半开启的，通过控制阀门的开启尺寸来确定输出水量。当没有信号的时候，水就会流动，所以当它不工作的时候，就会有电力消耗。 在数字电路中，阀门是开启或关闭的。不工作时，阀门全关，不耗电。一种 晶体三极管是一种电流控制元件。发射极与基极之间形成的PN结称为发射极结，集电极与基极之间形成的PN结称为集电极结。晶体三极管有两种:锗管和硅管。它们都有NPN和PNP结构。硅NPN和PNP是应用最广泛的。除了电源极性不同外，它们的工作原理是相同的。当三极管工作在放大区域时，三极管的发射极结处于正偏置，而集电极结处于反偏置。基极电流的控制集电极电流IC IB. IC IB变 三极管的工作原理（转载） 三极管的工作原理 对三极管放大作用的理解，切记一点：能量不会无缘无故的产生，所以，三极管一定不会产生能量。 但三极管厉害的地方在于：它可以通过小电流去控制大电流。 放大的原理就在于：通过小的交流输入，控制大的静态直流。 假设三极管是个大坝，这个大坝奇怪的地方是，有两个阀门，一个大阀门，一个小阀门。小阀门可以用人力打开，大阀门很重，人力是打不开的，只能通过小阀门的水力打开。 所以，平常的工作流程便是，每当放水的时候，人们就打开小阀门，很小的水流涓涓流出，这涓涓细流冲击大阀门的开关，大阀门随之打开，汹涌的江水滔滔流下。 如果不停地改变小阀门开启的大小，那么大阀门也相应地不停改变，假若能严格地按比例改变，那么，完美的控制就完成了。 在这里，Ube就是小水流，Uce就是大水流，人就是输入信号。当然，如果把水流比为电流的话，会更确切，因为三极管毕竟是一个电流控制元件。 如果某一天，天气很旱，江水没有了，也就是大的水流那边是空的。管理员这时候打开了小阀门，尽管小阀门还是一如既往地冲击大阀门，并使之开启，但因为没有水流的存在，所以，并没有水流出来。这就是三极管中的截止区。 饱和区是一样的，因为此时江水达到了很大很大的程度，管理员开的阀门大小已经没用了。如果不开阀门江水就自己冲开了，这就是二极管的击穿。 在模拟电路中，一般阀门是半开的，通过控制其开启大小来决定输出水流的大小。没有信号的时候，水流也会流，所以，不工作的时候，也会有功耗。 而在数字电路中，阀门则处于开或是关两个状态。当不工作的时候，阀门是完全关闭的，没有功耗。 结构与操作原理 三极管的基本结构是两个反向连结的pn接面，如图1所示，可有pnp和npn 两种组合。三个接出来的端点依序称为射极（emitter, E）、基极（base, B）和集 极（collector, C），名称来源和它们在三极管操作时的功能有关。图中也显示出 npn与pnp三极管的电路符号，射极特别被标出，箭号所指的极为n型半导体， 和二极体的符号一致。在没接外加偏压时，两个pn接面都会形成耗尽区，将中 性的p型区和n型区隔开。 图1 pnp(a)与npn(b)三极管的结构示意图与电路符号。 三极管的电特性和两个pn接面的偏压有关，工作区间也依偏压方式来分类，这里 我们先讨论最常用的所谓”正向活性区”(forward active)，在此区EB极间的pn接 面维持在正向偏压，而BC极间的pn接面则在反向偏压，通常用作放大器的三极管 都以此方式偏压。图2(a)为一pnp三极管在此偏压区的示意图。 EB接面的空乏 区由于在正向偏压会变窄，载体看到的位障变小，射极的电洞会注入到基极，基 极的电子也会注入到射极；而BC接面的耗尽区则会变宽，载体看到的位障变大， 故本身是不导通的。图2(b)画的是没外加偏压，和偏压在正向活性区两种情形 下，电洞和电子的电位能的分布图。 三极管和两个反向相接的pn二极管有什么差别呢？其间最大的不同部分就在 于三极管的两个接面相当接近。以上述之偏压在正向活性区之pnp三极管为例， 射极的电洞注入基极的n型中性区，马上被多数载体电子包围遮蔽，然后朝集电极 方向扩散，同时也被电子复合。当没有被复合的电洞到达BC接面的耗尽区时， 会被此区内的电场加速扫入集电极，电洞在集电极中为多数载体，很快藉由漂移电流 到达连结外部的欧姆接点，形成集电极电流IC。 IC的大小和BC间反向偏压的大小 关系不大。基极外部仅需提供与注入电洞复合部分的电子流IBrec，与由基极注入 射极的电子流InB? E（这部分是三极管作用不需要的部分）。 InB? E在射极与与电 洞复合，即InB? E=I Erec。pnp三极管在正向活性区时主要的电流种类可以清楚地 在图3(a)中看出。三极管的工作原理
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