三極管是一種控制電流的半導體器件，其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號， 也用作無觸點開關。關于三極管原理的解讀有多種版本，這篇文章將通過圖文并茂的方式讓你更容易了解三極管。

一、很多初學者都會認為三極管是兩個 PN 結(jié)的簡單湊合（如圖1）。這種想法是錯誤的，兩個二極管的組合不能形成一個三極管。我們以 NPN 型三極管為例（見圖 2 ），兩個 PN 結(jié)共用了一個 P 區(qū) —— 基區(qū)，基區(qū)做得極薄，只有幾微米到幾十微米，正是靠著它把兩個 PN 結(jié)有機地結(jié)合成一個不可分割的整體，它們之間存在著相互聯(lián)系和相互影響，使三極管完全不同于兩個單獨的 PN 結(jié)的特性。三極管在外加電壓的作用下，形成基極電流、集電極電流和發(fā)射極電流，成為電流放大器件。

二、三極管的電流放大作用與其物理結(jié)構(gòu)有關，三極管內(nèi)部進行的物理過程是十分復雜的，初學者暫時不必去深入探討。從應用的角度來講，可以把三極管看作是一個電流分配器。一個三極管制成后，它的三個電流之間的比例關系就大體上確定了（見圖 3 ），用式子來表示就是

β 和 α 稱為三極管的電流分配系數(shù)，其中 β 值大家比較熟悉，都管它叫電流放大系數(shù)。三個電流中，有一個電流發(fā)生變化，另外兩個電流也會隨著按比例地變化。例如，基極電流的變化量 ΔI b ＝ 10 μA ， β ＝ 50 ，根據(jù) ΔI c ＝ βΔI b 的關系式，集電極電流的變化量 ΔI c ＝ 50×10 ＝ 500μA ，實現(xiàn)了電流放大。

三、三極管自身并不能把小電流變成大電流，它僅僅起著一種控制作用，控制著電路里的電源，按確定的比例向三極管提供 I b 、 I c 和 I e 這三個電流。為了容易理解，我們還是用水流比喻電流（見圖 4 ）。這是粗、細兩根水管，粗的管子內(nèi)裝有閘門，這個閘門是由細的管子中的水量控制著它的開啟程度。如果細管子中沒有水流，粗管子中的閘門就會關閉。注入細管子中的水量越大，閘門就開得越大，相應地流過粗管子的水就越多，這就體現(xiàn)出“以小控制大，以弱控制強”的道理。由圖可見，細管子的水與粗管子的水在下端匯合在一根管子中。三極管的基極 b 、集電極 c 和發(fā)射極 e 就對應著圖 4 中的細管、粗管和粗細交匯的管子。電路見圖 5 ，若給三極管外加一定的電壓，就會產(chǎn)生電流 I b 、 I c 和 I e 。調(diào)節(jié)電位器 RP 改變基極電流 I b ， I c 也隨之變化。由于 I c ＝ βI b ，所以很小的 I b 控制著比它大 β 倍的 I c 。 I c 不是由三極管產(chǎn)生的，是由電源 V CC 在 I b 的控制下提供的，所以說三極管起著能量轉(zhuǎn)換作用。

四、如圖5，假設三極管的β=100，RP=200K，此時的Ib=6v/（200k+100k）=0.02mA，Ic=βI b=2mA

當RP=0時，Ib=6v/100k=0.06mA，Ic=βI b=2mA。以上兩種狀態(tài)都符合Ic=βI b，我們說，三極管處于“放大區(qū)”。假設RP=0，Rb=1k，此時，Ib=6v/1k=6mA按Ic=βI b計算，Ic應等于600mA，而實際上，由于圖中300歐姆限流電阻（Rc）的存在，實際上Ic=（6v/300）≈20mA，此時，Ic≠βI b，而且，Ic不再受Ib控制，即處于“飽和區(qū)”，當RP和Rb大到一定程度，使Ube《死區(qū)電壓（硅管約0.5V，鍺管約0.3）此時be結(jié)處于不導通狀態(tài)，Ib=0，則Ic=0，處于“截止區(qū)”。

五、單純從“放大”的角度來看，我們希望 β 值越大越好。可是，三極管接成共發(fā)射極放大電路（圖 6 ）時，從管子的集電極 c 到發(fā)射極 e 總會產(chǎn)生一有害的漏電流，稱為穿透電流 I ceo ，它的大小與 β 值近似成正比， β 值越大， I ceo 就越大。 I ceo 這種寄生電流不受 I b 控制，卻成為集電極電流 I c 的一部分， I c ＝ βI b ＋ I ceo 。值得注意的是， I ceo 跟溫度有密切的關系，溫度升高， I ceo 急劇變大，破壞了放大電路工作的穩(wěn)定性。所以，選擇三極管時，并不是 β 越大越好，一般取硅管 β 為 40 ～ 150 ，鍺管取 40 ～ 80 。