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【電路基礎】10個問題,讓你真正學懂三極管

電子發(fā)燒友論壇 ? 2022-08-29 16:59 ? 次閱讀
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問題1:什么是三極管?三極管,也叫晶體管,是一種控制電流的半導體器件。這里的“控制電流”多指放大電流信號。除了放大電流,三極管還常用作開關(guān)。實物長這樣:868e8afc-263a-11ed-9ade-dac502259ad0.png三極管
86d0938e-263a-11ed-9ade-dac502259ad0.png三極管電路符號問題2:三極管在電路中的作用是什么?主要兩種作用:模擬電路主要用于放大信號,數(shù)字電路主要用于無觸點開關(guān)。問題3:三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎么樣的?二極管PN結(jié),我想大家應該熟悉:

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PN結(jié)

三極管可以看作由兩個PN結(jié)組成,有兩種組合方式:PN-NP,形成PNP三極管;NP-PN,形成NPN三極管。無論是NPN三極管還是PNP三極管,都會有三個極:基極(b)、集電極(c)、發(fā)射極(e)。871ddfb8-263a-11ed-9ade-dac502259ad0.png
值得一提的是,三極管里的P型和N型半導體摻雜濃度是不一樣的(劃重點!后面要考)。比如NPN三極管,其e極連接的發(fā)射區(qū)是高濃度N型半導體,b極連接的基區(qū)是正常濃度的P型半導體,c極連接的集電區(qū)是正常濃度的N型半導體。8736e864-263a-11ed-9ade-dac502259ad0.pngNPN三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)橫截圖問題4:命名b極、c極、e極,有什么特殊含義嗎?三極管極腳的命名,體現(xiàn)了三極管工作時的電子運動狀態(tài)。發(fā)射極(e):Emitter,發(fā)射的意思,指發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子;基極(b):Base,基地的意思,在基區(qū)中電子會發(fā)生擴散與復合運動;集電極(c):Collector,收集的意思,指集電區(qū)收集電子。問題5:PNP型與NPN型的區(qū)別是什么?①.結(jié)構(gòu)不同:PNP型三極管是由2塊P型半導體中間夾著1塊N型半導體所組成的三極管;NPN型三極管是由2塊N型半導體中間夾著1塊P型半導體所組成的三極管。②.PN結(jié)方向不同:PNP是共陰極,即兩個PN結(jié)的N結(jié)相連做為基極;NPN則剛好于此相反。③.兩者的電源極性不同。PNP型三極管與NPN型三極管更多的是結(jié)構(gòu)不同,但兩者的工作原理是一樣。問題6:三極管的工作原理是什么?如上所述,從結(jié)構(gòu)上來看,三極管可以看作由兩個PN結(jié)組成。e極和b極間的PN結(jié),我們叫發(fā)射結(jié),c極和b極間的PN結(jié)叫集電結(jié)。當PN結(jié)正偏時,電路導通;反偏時,電路不導通。所以三極管的工作狀態(tài)與其發(fā)射結(jié)、集電結(jié)的偏置狀態(tài)息息相關(guān)。87707a16-263a-11ed-9ade-dac502259ad0.png當我們給三極管加上電源,三極管就會進入工作狀態(tài)。879594ae-263a-11ed-9ade-dac502259ad0.png三極管有三種工作狀態(tài);截止、放大、飽和截止:發(fā)射結(jié)反偏、集電結(jié)反偏對于硅管來說,PN結(jié)的導通電壓是0.7V。所以發(fā)射結(jié)電壓Ube小于0.7V的導通電壓時,發(fā)射結(jié)反偏,Ib為0。Uce>Ube,集電結(jié)反偏,三極管工作在截止狀態(tài)。放大:發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏當發(fā)射結(jié)電壓Ube等于0.7V的導通電壓,發(fā)射結(jié)導通,Uce>Ube,集電結(jié)反偏。Ic=β * Ib,其中β正常情況下在幾十到100多的范圍內(nèi)。Ib控制Ic,Ic與Ib近似于線性關(guān)系,在基極加上一個小信號電流,就能引起集電極大的信號電流輸出。87b7f576-263a-11ed-9ade-dac502259ad0.png飽和:發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)正偏UBE=0.7V,發(fā)射結(jié)正偏;Uce當三極管的集電結(jié)電流Ic增大到一定程度時,再增大Ib,Ic也不會增大,超出了放大區(qū),進入了飽和區(qū)。三極管沒有放大作用,集電極和發(fā)射極相當于短路,常與截止配合于開關(guān)電路。綜上,三極管工作狀態(tài)的特點如下:

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NPN三極管(硅管)工作狀態(tài)的特點

為方便大家理解,我們打個比方。集電極連接的電源,是放大輸出的源頭,我們看做集電極連接了一個水池,集電極閘門的閘口開的越大,水流(Ic)就會越大。而基極電流(Ib)好比我們推動集電極閘門的力的大小,用力推(Ib變大),集電極閘門開的就大,水流(Ic)就變大,這是基極電流控制集電極電流。我們的推力一直變大,當推力(Ib)大到一定數(shù)值后,集電極閘門完全打開,開到了最大,我們的推力不能再和水流成線性關(guān)系了,這時三極管放大就達到了飽和狀態(tài)。

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問題7:為什么三極管能放大?所謂的放大,指的用小信號撬動大信號。在三極管上,是基極電流(Ib)控制集電極電流(Ic)的變化,但Ic的變化比Ib的變化要大得多。以NPN型三極管為例,發(fā)射區(qū)N型半導體的摻雜濃度比集電區(qū)N型半導體的要高,摻雜濃度高意味自由電子濃度高,這是三極管實現(xiàn)放大功能的關(guān)鍵。當發(fā)射結(jié)正偏且集電結(jié)反偏時,三極管處于放大工作狀態(tài)。發(fā)射結(jié)正偏,發(fā)射結(jié)導通,由于發(fā)射區(qū)自由電子濃度較高,所以進入基區(qū)P型半導體的自由電子也多,基區(qū)電場增大。此時,雖然集電結(jié)反偏,但由于基區(qū)電場大于集電區(qū),所以基區(qū)部分電子突破集電結(jié)耗盡層,產(chǎn)生漂移運動,進入集電極,使得集電結(jié)導通,產(chǎn)生Ic。當Ib變大時,發(fā)射結(jié)自由電子濃度升高,漂移電子增多,Ic增大。所以Ib控制Ic,Ic與Ib近似于線性關(guān)系,只要我們在基極加上一個小信號電流,就能引起集電極大的信號電流輸出。點擊視頻,直觀講解三極管放大原理?問題8:三極管如何實現(xiàn)開關(guān)功能?三極管用作開關(guān)時,只有截止、飽和兩個狀態(tài)。截止狀態(tài)看作是“關(guān)”,飽和狀態(tài)看作是“開”。重點是,三極管在什么情況下導通?什么情況下又會關(guān)斷?控制Ib即可實現(xiàn)開關(guān)功能。當Ib=0,發(fā)射結(jié)沒有導通,三極管工作在截止狀態(tài)。當Ib≥1mA時,完全可以保證三極管工作在飽和狀態(tài),對于小功率的三極管此時Ic為幾十到幾百mA,驅(qū)動繼電器、蜂鳴器等功率器件綽綽有余。問題9:三極管有什么特性?流控特性:即電流控制電流,b極電流可控制c極電流的有無與大小。放大特性:b極電流的小變化可引起c極電流的大變化。開關(guān)特性:除了放大作用,三極管還能用作開關(guān)。比如當NPN三極管的e極接地,b極電流>1mA時,三極管完全導通,起到開關(guān)作用。問題10:三極管有哪些應用?三極管主要應用電路:放大電路:用作電壓或電流放大。振蕩電路:用作調(diào)制、解調(diào)或自激振蕩。開關(guān)電路:作閘流、限流或開關(guān)管。在生活中,常見家里音響中的功率放大器,主要器件就是三極管,它可以把很弱小的聲音信號放大到足以振動揚聲器發(fā)出聲音。還有樓道里的觸摸開關(guān),光敏開關(guān),以及你天天都離不開的手機電腦、充電器,電視等都會用到三極管。買三極管,上華秋商城!IGBT、MOS管、達林頓三極管等常用三極管,原廠正品,價格實惠、快速發(fā)貨!8823b644-263a-11ed-9ade-dac502259ad0.png點擊進入華秋商城三極管專區(qū)

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