三極管,全稱應(yīng)為半導(dǎo)體三極管,也稱雙極型晶體管、晶體三極管,是一種控制電流的半導(dǎo)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(guān)。晶體三極管,是半導(dǎo)體基本元器件之一,具有電流放大作用,是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個相距很近的 PN 結(jié),兩個 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。
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三極管的基本結(jié)構(gòu)
晶體三極管(以下簡稱三極管)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 和鍺 PNP 兩種三極管,(其中,N 是負極的意思(代表英文中 Negative),N 型半導(dǎo)體在高純度硅中加入磷取代一些硅原子,在電壓刺激下產(chǎn)生自由電子導(dǎo)電,而 P 是正極的意思(Positive)是加入硼取代硅,產(chǎn)生大量空穴利于導(dǎo)電)。兩者除了電源極性不同外,其工作原理都是相同的。
對于 NPN 管,它是由 2 塊 N 型半導(dǎo)體中間夾著一塊 P 型半導(dǎo)體所組成,發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的 PN 結(jié)稱為發(fā)射結(jié),而集電區(qū)與基區(qū)形成的 PN 結(jié)稱為集電結(jié),三條引線分別稱為發(fā)射極 e (Emitter)、基極 b (Base)和集電極 c (Collector)。
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三極管的基本分類
a. 按材質(zhì)分: 硅管、鍺管
b. 按結(jié)構(gòu)分: NPN 、 PNP
c. 按功能分: 開關(guān)管、功率管、達林頓管、光敏管等 .
d. 按功率分:小功率管、中功率管、大功率管
e. 按工作頻率分:低頻管、高頻管、超頻管
f. 按結(jié)構(gòu)工藝分:合金管、平面管
g. 按安裝方式:插件三極管、貼片三極管
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三極管的主要參數(shù)
三極管的參數(shù)有很多,可以分成三大類:直流參數(shù)、交流參數(shù)、極限參數(shù)。
1.直流參數(shù)
(1)集電極—基極反向飽和電流 Icbo
集電極—基極反向飽和電流是指發(fā)射極開路時,基極和集電極之間加上規(guī)定的反向電壓 Ucb 時的集電極反向電流。
(2)集電極—發(fā)射極反向電流 Iceo
集電極—發(fā)射極反向電流也稱穿透電流,是指基極開路時,集電極和發(fā)射極之間加上規(guī)定電壓 Vce 時的集電極電流。
(3)發(fā)射極—基極反向電流 Iebo
發(fā)射極—基極反向電流是指集電極開路時,在發(fā)射極與基極之間加上規(guī)定的反向電壓時發(fā)射極的電流,它實際上是發(fā)射結(jié)的反向飽和電流。
(4)直流電流放大系數(shù)(或 hFE)
直流電流放大系數(shù)是指采用共發(fā)射極接法,沒有交流信號輸入時,集電極的直流電流與基極的直流電流的比值。
2.交流參數(shù)
(1)交流電流放大系數(shù)β(或 hFE)
交流電流放大系數(shù)是指采用共發(fā)射極接法時,集電極輸出電流的變化量ΔIC 與基極輸入電流的變化量ΔIB 之比。
(2)截止頻率 fβ、fα
晶體管的頻率參數(shù)描述晶體管的電流放大系數(shù)對高頻信號的適應(yīng)能力。根據(jù) fβ的定義,所謂共射截止頻率,并非說明此時晶體管已經(jīng)完全失去放大作用,而只是共射電流放大系數(shù)的幅頻特性下降了 3dB。
(3)特征頻率因為信號頻率?上升時,晶體管的β就下降,當β下降到 1 時,所對應(yīng)的信號頻率稱為共發(fā)射極特征頻率,是表征晶體管高頻特性的重要參數(shù)。
3.極限參數(shù)
(1)集電極最大允許電流 ICM
集電極最大允許電流是指當集電極電流 IC 增加到某一數(shù)值,引起β值下降到額定值的 2/3 或 1/2 時的 IC 值。所以當集電極電流超過集電極最大允許電流時,雖然不致使管子損壞,但β值顯著下降,影響放大質(zhì)量。
(2)集電極—基極擊穿電壓 U(BR)CBO
集電極—基極擊穿電壓是指當發(fā)射極開路時,集電結(jié)的反向擊穿電壓。
(3)發(fā)射極—基極反向擊穿電壓 U(BR)EBO
發(fā)射極—基極反向擊穿電壓是指當集電極開路時,發(fā)射結(jié)的反向擊穿電壓。
(4)集電極—發(fā)射極擊穿電壓 U(BR)CEO
集電極—發(fā)射極擊穿電壓是指當基極開路時,加在集電極和發(fā)射極之間的最大允許電壓,使用時如果 UCE>U(BR)CEO,管子就會被擊穿。
(5)集電極最大允許耗散功率 PCM
集電極最大允許耗散功率是指管子因受熱而引起參數(shù)的變化不超過允許值時的最大集電極耗散功率。
審核編輯 黃昊宇
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