一、三极管概述 (Bipolar Junction Transistor)
1.历史:
1947年12月23日,美国新泽西州贝尔实验室 3位科学家——巴丁博士、布莱顿博士和肖克莱博士 这3位科学家因此共同荣获了1956年诺贝尔物理学奖。
由于晶体管彻底改变了电子线路的结构,集成电路以及大规模集成电路应运而生, 这就让后来制造现代化的电子计算机之类的高精密装置变成了现实。
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
英文名称:Bipolar Junction Transistor,简称 BJT ,三极管图示:
2.内部结构
各极特点:集电极:面积大;基极:薄,掺杂浓度低;发射极:掺杂浓度高。
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。
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, 三条引线分别称为发射极e(Emitter)、基极b(Base)和集电极c(Collector)。
是一种控制电流的半导体器件,可把微弱信号放大成幅度值较大的电信号。
也可做为无触点开关使用(开关模式)。
3.符号
4.分类
按材料:
- 硅管
- 锗管
按结构:
- NPN
- PNP
按功能:
- 开关管
- 功率管
- 达林顿管
- 光敏管
按功率:
- 小功率<0.5W
- 中功率0.5-1W
- 大功率>1W
- 按工作频率:
- 低频<3M
- 中频3-30M
- 高频30-500M
- 超高频>500M
按制造工艺:
- 合金型
- 平面型
- 扩散型
- 按封装材料
- 陶瓷
- 玻璃
- 金属
- 塑料
- 薄膜
- 按封装形式
- 贴片
- 直插
二、三极管三种工作状态 (working position)
1.截止状态
当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压,基极电流为零, 集电极电流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用, 集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,我们称三极管处于截止状态。
2.放大状态
当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并处于某一恰当的值时, 三极管的发射结正向偏置,集电结反向偏置,这时基极电流对集电极电流起着控制作用,使三极管具有电流放大作用,其电流放大倍数β=Ic/Ib, 这时三极管处放大状态。
3.饱和导通
当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并当基极电流增大 到一定程度时,集电极电流不再随着基极电流的增大而增大,而是处 于某一定值附近不怎么变化,这时三极管失去电流放大作用,集电极 与发射极之间的电压很小,集电极和发射极之间相当于开关的导通状 态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。
三、极管输入\输出特性曲线 (characteristic curve)
三种状态:
- 截止状态:特征:发射结电压小于开启电压,集电结反偏
- 放大状态:特征:发射结正偏,发射结电压大于开启电压,集电结反偏
- 饱和状态:特征:发射结正偏,集电结正偏
输入曲线:
输出曲线:
四、三极管电气参数解读 (Electrical parameter)
参照图:
参数:
五、三极管反相器
六、三极管开关电路应用 (On-off circuit)