简述三极管工作原理
三级管工作原理和作用
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三级管工作原理和作用
答:三级管是一种具有放大和控制功率的半导体器件,其主要作用是放大电流、控制电压和电流。
其基本工作原理是通过控制其输入端(基极)的电压来控制其输出端(集电极)的电流,进而实现功率放大的功能。
三极管的具体工作原理如下:当基极(输入端)与发射极之间施加了正向偏压时,这时的 pn 结变薄,大量的少数载流子从发射区域注入集电区域,形成一个电子云。
同时,由于发射极注入的电子比集电极吸收的更多,因此集电区会形成强烈的电场,由此产生电子漂移,电流从集电极流出。
此时,输出端的电流将随着输入端电压的变化而变化,实现了对电流的控制。
三极管在电子电路中广泛应用,特别是在功率放大电路中。
它可以控制微弱信号,放大为大功率信号,在放大器、调制器、开关、逆变器等电子电路中发挥着重要的作用。
此外,三极管还可以用于保护电路,当输入端出现过大的电压时,三极管将自动切断,以保护后面的电路和设备。
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三极管的工作原理
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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0。
三极管的工作原理,详细、通俗易懂、图文并茂
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三极管的工作原理,详细、通俗易懂、图文并茂一、很多初学者都会认为三极管是两个PN 结的简单凑合(如图1)。
这种想法是错误的,两个二极管的组合不能形成一个三极管。
我们以NPN 型三极管为例(见图2 ),两个PN 结共用了一个P 区——基区,基区做得极薄,只有几微米到几十微米,正是靠着它把两个PN 结有机地结合成一个不可分割的整体,它们之间存在着相互联系和相互影响,使三极管完全不同于两个单独的PN 结的特性。
三极管在外加电压的作用下,形成基极电流、集电极电流和发射极电流,成为电流放大器件。
二、三极管的电流放大作用与其物理结构有关,三极管内部进行的物理过程是十分复杂的,初学者暂时不必去深入探讨。
从应用的角度来讲,可以把三极管看作是一个电流分配器。
一个三极管制成后,它的三个电流之间的比例关系就大体上确定了(见图 3 ),用式子来表示就是β 和α 称为三极管的电流分配系数,其中β 值大家比较熟悉,都管它叫电流放大系数。
三个电流中,有一个电流发生变化,另外两个电流也会随着按比例地变化。
例如,基极电流的变化量ΔI b =10 μA ,β =50 ,根据ΔI c =βΔI b 的关系式,集电极电流的变化量ΔI c =50×10 =500μA ,实现了电流放大。
三、三极管自身并不能把小电流变成大电流,它仅仅起着一种控制作用,控制着电路里的电源,按确定的比例向三极管提供I b 、I c 和I e 这三个电流。
为了容易理解,我们还是用水流比喻电流(见图 4 )。
这是粗、细两根水管,粗的管子内装有闸门,这个闸门是由细的管子中的水量控制着它的开启程度。
如果细管子中没有水流,粗管子中的闸门就会关闭。
注入细管子中的水量越大,闸门就开得越大,相应地流过粗管子的水就越多,这就体现出“以小控制大,以弱控制强”的道理。
由图可见,细管子的水与粗管子的水在下端汇合在一根管子中。
三极管的基极 b 、集电极 c 和发射极e 就对应着图4 中的细管、粗管和粗细交汇的管子。
2.简述bjt三极管原理
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2. 简述BJT三极管原理
双极结型晶体管(BJT)是半导体三极管的一种,其工作原理基于半导体材料中的载流子输运现象。
以下是对BJT三极管原理的简要描述:
1. 结构:BJT三极管由三个半导体区域组成,分别是发射区、基区和集电区。
这三个区域之间由两个PN结隔开。
发射区掺杂浓度高,集电区面积大,基区则介于两者之间。
2. 电流传输过程:当在BJT的发射极和基极之间加上正向电压时,载流子(空穴和电子)将从发射区注入到基区。
其中,高能量的电子能够穿过基区的势垒,进入集电区,形成集电极电流。
集电极电流的大小可以用来控制BJT的导通状态。
3. 放大作用:BJT的一个重要特性是它能够放大电流。
这是由于在基区,载流子经历了两次扩散-漂移过程。
第一次是从发射区注入到基区的载流子在基区的扩散-漂移过程;第二次是从基区扩散到集电区的载流子的漂移过程。
在这个过程中,空穴和电子分别被电场力拉向集电极和发射极,形成集电极电流。
4. 输出特性:BJT的输出特性是指集电极电流与基极-发射极电压之间的关系。
这个关系通常被表示为一个曲线,称为三极管的输入特性曲线。
在不同的基极-发射极电压下,会有不同的输出状态,包括放大区、饱和区和截止区。
5. 频率响应:BJT的频率响应是其工作频率与电压增益之间的关系。
在高频条件下,由于载流子的渡越时间效应和结电容的影响,BJT 的性能会受到限制。
6. 温度特性:温度对BJT的性能有很大影响。
随着温度的升高,载流子的传输过程会受到影响,导致电流增大,电压增益下降。
因此,在高温环境下,需要对BJT进行适当的散热设计。
三极管的工作原理,详细、通俗易懂、图文并茂
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三极管的工作原理,详细、通俗易懂、图文并茂一、很多初学者都会认为三极管是两个PN 结的简单凑合(如图1)。
这种想法是错误的,两个二极管的组合不能形成一个三极管。
我们以NPN 型三极管为例(见图2 ),两个PN 结共用了一个P 区——基区,基区做得极薄,只有几微米到几十微米,正是靠着它把两个PN 结有机地结合成一个不可分割的整体,它们之间存在着相互联系和相互影响,使三极管完全不同于两个单独的PN 结的特性。
三极管在外加电压的作用下,形成基极电流、集电极电流和发射极电流,成为电流放大器件。
二、三极管的电流放大作用与其物理结构有关,三极管内部进行的物理过程是十分复杂的,初学者暂时不必去深入探讨。
从应用的角度来讲,可以把三极管看作是一个电流分配器。
一个三极管制成后,它的三个电流之间的比例关系就大体上确定了(见图 3 ),用式子来表示就是β 和α 称为三极管的电流分配系数,其中β 值大家比较熟悉,都管它叫电流放大系数。
三个电流中,有一个电流发生变化,另外两个电流也会随着按比例地变化。
例如,基极电流的变化量ΔI b =10 μA ,β =50 ,根据ΔI c =βΔI b 的关系式,集电极电流的变化量ΔI c =50×10 =500μA ,实现了电流放大。
三、三极管自身并不能把小电流变成大电流,它仅仅起着一种控制作用,控制着电路里的电源,按确定的比例向三极管提供I b 、I c 和I e 这三个电流。
为了容易理解,我们还是用水流比喻电流(见图 4 )。
这是粗、细两根水管,粗的管子内装有闸门,这个闸门是由细的管子中的水量控制着它的开启程度。
如果细管子中没有水流,粗管子中的闸门就会关闭。
注入细管子中的水量越大,闸门就开得越大,相应地流过粗管子的水就越多,这就体现出“以小控制大,以弱控制强”的道理。
由图可见,细管子的水与粗管子的水在下端汇合在一根管子中。
三极管的基极 b 、集电极 c 和发射极e 就对应着图4 中的细管、粗管和粗细交汇的管子。
详解三极管的工作原理
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一、什么是三极管?三极管全称是“晶体三极管”,也被称作“晶体管”,是一种具有放大功能的半导体器件。
通常指本征半导体三极管,即BJT管。
典型的三极管由三层半导体材料,有助于连接到外部电路并承载电流的端子组成。
施加到晶体管的任何一对端子的电压或电流控制通过另一对端子的电流。
三极管实物图三极管有哪三极?▪基极:用于激活晶体管。
(名字的来源,最早的点接触晶体管有两个点接触放置在基材上,而这种基材形成了底座连接。
)▪集电极:三极管的正极。
(因为收集电荷载体)▪发射极:三极管的负极。
(因为发射电荷载流子)1、三极管的分类三极管的应用十分广泛,种类繁多,分类方式也多种多样。
2、根据结构▪NPN型三极管▪PNP型三极管3、根据功率▪小功率三极管▪中功率三极管▪大功率三极管4、根据工作频率▪低频三极管▪高频三极管5、根据封装形式▪金属封装型▪塑料封装型6、根据PN结材料▪锗三极管▪硅三极管▪除此之外,还有一些专用或特殊三极管二、三极管的工作原理这里主要讲一下PNP和NPN。
1、PNPPNP是一种BJT,其中一种n型材料被引入或放置在两种p型材料之间。
在这样的配置中,设备将控制电流的流动。
PNP晶体管由2个串联的晶体二极管组成。
二极管的右侧和左侧分别称为集电极-基极二极管和发射极-基极二极管。
2、NPNNPN中有一种p 型材料存在于两种n 型材料之间。
NPN晶体管基本上用于将弱信号放大为强信号。
在NPN 晶体管中,电子从发射极区移动到集电极区,从而在晶体管中形成电流。
这种晶体管在电路中被广泛使用。
PNP和NPN 符号图三、三极管的 3 种工作状态分别是截止状态、放大状态、饱和状态。
接下来分享在其他公众号看到的一种通俗易懂的讲法:1、截止状态三极管的截止状态,这应该是比较好理解的,当三极管的发射结反偏,集电结反偏时,三极管就会进入截止状态。
这就相当于一个关紧了的水龙头,水龙头里的水是流不出来的。
三极管工作原理-截止状态截止状态下,三极管各电极的电流几乎为0,集电极和发射极互不相通。
三极管的工作原理
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三极管的工作原理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。
一、电流放大下面的分析仅对于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、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。
三极管工作原理特点
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三极管工作原理特点三极管是一种电子元件,它是由三个控制电极构成的半导体器件,具有放大、开关、稳压等多种功能。
三极管的工作原理是基于PN结的正负载流控制原理。
下面我们来详细了解一下三极管的工作原理特点。
一、PN结的正负载流控制原理PN结是两种掺杂浓度不同的半导体材料交界处,具有正负载流控制的特性,即PN结正向偏置时,电子向正极流动,空穴向负极流动,产生少量载流子;PN结反向偏置时,少量的载流子流向结区,就会导致结区电场强度变大,反向偏压继续增加时,电场强度将会趋向饱和,结区电阻急剧增加,电流很小且几乎不变。
二、放大原理三极管的放大原理主要是利用PN结的正负载流控制特性。
在三极管放大电路中,它的基节点接有输入信号,当信号为正半个周期时,PCB板上的线路向基-发射极电极的方向施加正偏压,发射极就会流出大量的电子,集电极也就能够得到放大信号,同时将信号放大后再输出。
如此反复,我们便完成了一个基本放大电路。
三、开关原理三极管的另一个重要特性是开关原理。
当三极管的基极电压很小或接近于零时,开关处于关闭状态,此时多数载流子流不过PN结,出现负载端输出电压为低电平;基极电压增加到一定值时,三极管进入导通状态,可以使大量的载流子从发射极到集电极,出现负载端输出电压为高电平。
四、稳压原理三极管的稳压原理是利用基极-发射极的电流常数不变性。
由于PN 结的反向电压增大,电子由发射极进入基区的电流减小,而发射极电流被集电极电流补偿。
当反向电压足够大,基区电流几乎为零,这时的电压称为稳压电压,稳压原理在各种电源中得到广泛应用。
总之,三极管具有放大、开关、稳压等多种功能,可以在电子电路中起到很好的作用。
在实际应用中,我们需要根据具体的需求选择不同类型的三极管,从而发挥出它的最大功效。
三极管的工作原理
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三极管的工作原理一、引言三极管是一种重要的电子元件,广泛应用于电子电路中。
了解三极管的工作原理对于学习和理解电子电路设计至关重要。
本文将详细介绍三极管的工作原理,包括结构、工作模式以及其在电路中的应用。
二、结构三极管由三个区域组成:发射区、基区和集电区。
发射区和集电区之间由P型半导体构成,而基区则是由N型半导体构成。
这种结构被称为NPN型三极管。
另外,还有一种结构为PNP型三极管,其结构与NPN型相反。
三、工作模式1. 放大模式在放大模式下,三极管被用作信号放大器。
当输入信号施加到基极时,三极管的发射极和集电极之间的电流将发生变化。
这种变化将导致集电极电流的放大。
三极管在这种模式下的工作可以被描述为一个电流控制器。
2. 开关模式在开关模式下,三极管被用作电子开关。
当输入信号施加到基极时,三极管的发射极和集电极之间的电流将被控制。
当输入信号为低电平时,三极管处于截止状态,没有电流通过。
当输入信号为高电平时,三极管处于饱和状态,允许电流通过。
四、工作原理三极管的工作原理可以通过PN结的正向和反向偏置来解释。
1. 正向偏置当PN结正向偏置时,P型区域的空穴和N型区域的电子将发生扩散。
这些扩散的载流子将从发射区域进入基区域。
在基区域,扩散的载流子将与少数载流子复合,并形成一个非常薄的耗尽区域。
这个耗尽区域将阻止进一步的扩散,形成一个PN结的屏障。
2. 反向偏置当PN结反向偏置时,P型区域的空穴和N型区域的电子将被推向结区域。
这将导致结区域变宽,形成一个更大的耗尽区域。
在这种情况下,耗尽区域的电场将阻止载流子的移动,并阻止电流通过。
五、应用三极管在电子电路中有广泛的应用。
以下是几个常见的应用示例:1. 放大器三极管可以被用作信号放大器,将输入信号放大到更高的电平。
这在音频放大器和射频放大器中非常常见。
2. 开关三极管可以被用作电子开关,控制电流的通断。
这在数字电路和控制电路中经常使用。
3. 振荡器三极管可以被用来产生振荡信号,用于时钟电路和无线电频率发生器。
三极管的工作原理与应用
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三极管的工作原理与应用引言概述:三极管是一种半导体器件,广泛应用于电子电路中。
它通过控制电流的流动来实现信号放大、开关控制等功能。
本文将详细介绍三极管的工作原理及其在电子领域的应用。
一、三极管的基本结构1.1 集电极:三极管中的第一极,用于接收输入信号。
1.2 基极:三极管中的第二极,用于控制电流的流动。
1.3 发射极:三极管中的第三极,用于输出信号。
二、三极管的工作原理2.1 饱和区:当基极电压大于发射极电压时,三极管处于饱和状态,电流较大。
2.2 截止区:当基极电压小于发射极电压时,三极管处于截止状态,电流很小。
2.3 放大作用:通过控制基极电压,可以实现对输出电流的放大。
三、三极管的应用3.1 放大器:三极管可以作为放大器,将输入信号放大到所需的电压。
3.2 开关控制:三极管可以作为开关,控制电路的通断。
3.3 振荡器:三极管可以作为振荡器,产生特定频率的信号。
四、三极管的优势4.1 小体积:三极管体积小,适合集成在电路板上。
4.2 高可靠性:三极管寿命长,稳定性高。
4.3 低功耗:三极管在工作时消耗的能量较少。
五、三极管的发展趋势5.1 高频率应用:随着通信技术的发展,对高频率性能要求越来越高。
5.2 低功耗设计:随着节能环保意识的提升,对电子器件的功耗要求也在增加。
5.3 集成化发展:未来三极管可能会更加集成化,以适应电子产品的小型化趋势。
结语:通过本文的介绍,读者可以更加深入了解三极管的工作原理及其在电子领域的应用。
三极管作为一种重要的电子器件,将继续在各种领域发挥重要作用,并不断迎合市场需求的发展趋势。
简述三极管的工作原理
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简述三极管的工作原理一、引言三极管是一种半导体器件,被广泛应用于电子电路中。
它的工作原理十分重要,对于理解电子电路中的信号放大、开关控制等原理具有重要作用。
二、三极管的结构和类型1. 三极管的结构三极管由三个掺杂不同材料的半导体层组成:N型半导体层(发射极)、P型半导体层(基极)和N型半导体层(集电极)。
其中,基极是控制三极管放大倍数和开关状态的部分。
2. 三极管的类型常见的三极管有PNP型和NPN型两种。
PNP型将两个N型半导体夹在一个P型半导体之间,而NPN型则将两个P型半导体夹在一个N型半导体之间。
三、三极管工作原理1. PNP型三极管工作原理当基极接收到正向电压时,会将P区域中的空穴向发射区域推进。
此时,发射区域中会出现大量空穴,并且这些空穴会向集电区域移动。
同时,由于基区较薄,只需要很少的空穴就能引起大量电子从集电区向发射区移动。
这样,集电区中的电流会被放大,从而实现信号放大的作用。
2. NPN型三极管工作原理当基极接收到负向电压时,会将N区域中的电子向发射区域推进。
此时,发射区域中会出现大量电子,并且这些电子会向集电区域移动。
同时,由于基区较薄,只需要很少的电子就能引起大量空穴从集电区向发射区移动。
这样,集电区中的电流会被放大,从而实现信号放大的作用。
四、三极管的应用1. 信号放大三极管可以将微弱信号放大成为较强的信号。
在无线通讯、音频放大等领域得到广泛应用。
2. 开关控制三极管可以作为开关使用,在数字逻辑门、计算机存储器等领域得到广泛应用。
3. 振荡器三极管可以作为振荡器使用,在无线通讯、雷达等领域得到广泛应用。
五、结语通过对三极管工作原理和应用的介绍,我们可以看出三极管在电子电路中的重要性。
随着科技的发展,三极管将会在更多领域得到应用,并且不断演化和升级,为人们带来更多便利和创新。
三极管的工作原理与应用
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三极管的工作原理与应用一、工作原理三极管是一种半导体器件,由三个不同掺杂的材料构成,通常为NPN或者PNP结构。
它的工作原理基于PN结的正向和反向偏置。
当三极管处于正向偏置时,电流从发射极流向基极,然后从集电极流出。
这时,三极管处于放大状态。
当三极管处于反向偏置时,电流无法通过,处于截止状态。
二、三极管的类型1. NPN型三极管:发射极其N型材料,基极其P型材料,集电极其N型材料。
2. PNP型三极管:发射极其P型材料,基极其N型材料,集电极其P型材料。
三、三极管的应用1. 放大器:三极管可以作为放大器使用,将输入信号放大到更高的电压或者电流水平。
它可以用于音频放大器、射频放大器等。
2. 开关:三极管可以作为开关使用,控制电路的通断。
当三极管处于饱和状态时,它可以将较大的电流通过;当处于截止状态时,电流无法通过。
3. 振荡器:三极管可以用于构建振荡器电路,产生稳定的信号波形。
这在无线电频率合成器和时钟电路中非往往见。
4. 整流器:三极管可以用于整流电路,将交流信号转换为直流信号。
这在电源供应和电池充电器中非往往见。
四、三极管的特性参数1. 最大耐压:指三极管可以承受的最大电压。
超过这个电压,三极管可能会损坏。
2. 最大电流:指三极管可以承受的最大电流。
超过这个电流,三极管可能会损坏。
3. 增益:指三极管的放大倍数,即输出信号与输入信号之间的比例关系。
4. 饱和电压:指三极管在饱和状态下的电压降。
5. 截止电流:指三极管在截止状态下的漏电流。
五、三极管的选型在选择三极管时,需要考虑以下因素:1. 电压和电流要求:根据具体的应用需求,选择合适的最大耐压和最大电流。
2. 频率要求:根据应用的频率范围,选择具有合适的高频特性的三极管。
3. 放大倍数要求:根据需要放大的信号大小,选择具有合适增益的三极管。
4. 温度要求:根据应用环境的温度范围,选择具有合适温度特性的三极管。
六、三极管的常见问题及解决方法1. 三极管损坏:可能是由于过高的电压或者电流导致的。
三极管的工作原理
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三极管的工作原理一、引言三极管是一种常用的电子器件,广泛应用于电子电路中。
了解三极管的工作原理对于理解电子电路的基本原理和设计具有重要意义。
本文将详细介绍三极管的工作原理,包括其结构、工作方式和特性。
二、结构三极管由三个掺杂不同材料的半导体区域组成,分别是发射区、基区和集电区。
发射区和集电区是N型半导体,基区是P型半导体。
这种结构被称为NPN型三极管。
三、工作方式三极管有三种工作方式,分别是放大、开关和稳压。
1. 放大在放大工作方式下,三极管的发射极接收输入信号,基极控制输出信号的放大。
当输入信号施加在基极时,发射极电流会随着基极电流的变化而变化,从而控制集电极电流的放大。
这种放大作用使得三极管在放大电路中起到放大信号的作用。
2. 开关在开关工作方式下,三极管的基极控制集电极电流的开关。
当基极电流为零时,三极管处于截止状态,集电极电流为零;当基极电流大于某个临界值时,三极管处于饱和状态,集电极电流接近最大值。
通过控制基极电流的大小,可以实现对开关的控制。
3. 稳压在稳压工作方式下,三极管被用作稳压器。
通过控制基极电流,使得三极管的集电极电流保持恒定,从而实现对电路中电压的稳定输出。
四、特性三极管具有以下几个重要的特性:1. 放大倍数三极管的放大倍数是指输出信号与输入信号之间的比例关系。
放大倍数可以通过改变基极电流来调节,一般用直流电流放大倍数和交流电流放大倍数来表示。
2. 饱和电压和截止电压饱和电压是指三极管处于饱和状态时的集电极-发射极之间的电压,截止电压是指三极管处于截止状态时的集电极-发射极之间的电压。
饱和电压和截止电压是三极管工作的重要参考参数。
3. 最大集电极电流和最大功耗最大集电极电流是指三极管能够承受的最大电流,超过该值会导致损坏。
最大功耗是指三极管能够承受的最大功率,超过该值也会导致损坏。
五、应用三极管广泛应用于各种电子电路中,包括放大器、开关电路、振荡器、稳压器等。
在放大器中,三极管可以放大输入信号,使得输出信号具有更大的幅度。
三极管的工作原理解读
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三极管的工作原理(详细、通俗易懂、图文并茂)一、很多初学者都会认为三极管是两个PN 结的简单凑合(如图1)。
这种想法是错误的,两个二极管的组合不能形成一个三极管。
我们以NPN 型三极管为例(见图 2 ),两个PN 结共用了一个P 区——基区,基区做得极薄,只有几微米到几十微米,正是靠着它把两个PN 结有机地结合成一个不可分割的整体,它们之间存在着相互联系和相互影响,使三极管完全不同于两个单独的PN 结的特性。
三极管在外加电压的作用下,形成基极电流、集电极电流和发射极电流,成为电流放大器件。
二、三极管的电流放大作用与其物理结构有关,三极管内部进行的物理过程是十分复杂的,初学者暂时不必去深入探讨。
从应用的角度来讲,可以把三极管看作是一个电流分配器。
一个三极管制成后,它的三个电流之间的比例关系就大体上确定了(见图 3 ),用式子来表示就是β 和α 称为三极管的电流分配系数,其中β 值大家比较熟悉,都管它叫电流放大系数。
三个电流中,有一个电流发生变化,另外两个电流也会随着按比例地变化。
例如,基极电流的变化量ΔI b =10 μA ,β =50 ,根据ΔI c =βΔI b 的关系式,集电极电流的变化量ΔI c =50×10 =500μA ,实现了电流放大。
三、三极管自身并不能把小电流变成大电流,它仅仅起着一种控制作用,控制着电路里的电源,按确定的比例向三极管提供I b 、I c 和I e 这三个电流。
为了容易理解,我们还是用水流比喻电流(见图 4 )。
这是粗、细两根水管,粗的管子内装有闸门,这个闸门是由细的管子中的水量控制着它的开启程度。
如果细管子中没有水流,粗管子中的闸门就会关闭。
注入细管子中的水量越大,闸门就开得越大,相应地流过粗管子的水就越多,这就体现出“以小控制大,以弱控制强”的道理。
由图可见,细管子的水与粗管子的水在下端汇合在一根管子中。
三极管的基极 b 、集电极c 和发射极 e 就对应着图4 中的细管、粗管和粗细交汇的管子。
三极管npn的工作原理
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三极管npn的工作原理三极管(Transistor)是一种三端电子器件,由德国物理学家朱罗丹(Julius Edgar Lilienfeld)在1923年首次提出,然而实际的三极管是在1947年由美国贝尔实验室的肖克利和巴丹(John Bardeen、Walter Houser Brattain)共同发展出来的。
三极管是一种用于放大和开关电信号的半导体器件,在当今的电子领域有着广泛的应用。
三极管有两种常见的结构类型,即PNP型和NPN型。
其中,NPN型三极管的中间层为P型半导体,两边分别为N型半导体。
NPN型三极管由三部分组成,分别是发射极(Emitter)、基极(Base)和集电极(Collector)。
发射极和集电极之间接入电源,基极则控制电流流动。
NPN型三极管的工作原理如下:1. 偏置:将正极接入基极,形成偏置电压。
在偏置电压作用下,电子从发射极流向基极,同时由于发射极与基极之间的P-N结是正偏的,所以少量的电子也从基极进入发射极。
由于基极薄薄的一层少量电子,靠近发射极处就得到了放大,这就是三极管放大的基本原理。
2. 集电极电流和发射极电流:发射极中的电子流进入基极后,发生两种情况:一部分通过基极进入集电极,称为集电极电流;另一部分经过基极和发射极之间的P-N结,流回电源,称为发射极电流。
集电极电流是通过管子的电流,即三极管的放大特性。
通常集电极电流(IC)和发射极电流(IE)的关系是IC = β * IE,其中β为三极管的电流放大倍数。
3. 基极电流和发射极电流:当正向偏置电压加到基极和发射极之间时,基极上会存在电流,称为基极电流(IB)。
三极管通过控制基极电流来控制放大倍数和电流流动。
当基极电流较小时,集电极电流和发射极电流的比值β就较大,而当基极电流增大时,这个比值会变小。
4. 放大功能:三极管主要通过控制基极电流的大小来实现放大功能。
当输入信号为直流信号时,控制的是直流电流大小,此时三极管处于放大模式;而当输入信号为交流信号时,通过基极电流的交流变化来控制输出电流的大小,此时三极管处于放大和开关模式之间。
三极管MOS管原理
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三极管MOS管原理三极管和MOS管是常用的半导体器件,具有不同的工作原理和应用。
下面将分别介绍三极管和MOS管的工作原理。
一、三极管的工作原理三极管是一种具有三个电极的半导体器件,包括基极(B),发射极(E)和集电极(C)。
它可以作为放大器、开关或其他电子电路的核心元件。
1.NPN型三极管NPN型三极管是一种npn型结构,其三个区域分别由一层n型半导体夹在两层p型半导体之间形成。
基极与发射极之间的结为正偏,而基极与集电极之间的结为反偏。
当基极与发射极之间施加正向电压时,它将注入电子到发射区域,从而形成电流流动。
这个电流是由于少数载流子的注入,所以它是个小电流。
当集电极与发射极之间施加一定的正向电压时,由于集电区域存在很多空穴,电流会通过集电区域。
2.PNP型三极管PNP型三极管是一种pnp型结构,其三个区域分别由一层p型半导体夹在两层n型半导体之间形成。
基极与发射极之间的结为正偏,而基极与集电极之间的结为反偏。
当基极与发射极之间施加正向电压时,它将注入空穴到发射区域,从而形成电流流动。
当集电极与发射极之间施加一定的正向电压时,由于集电区域存在很多电子,电流会通过集电区域。
二、MOS管的工作原理MOS管是金属氧化物半导体场效应管的简称,即Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor。
它由两个p型半导体区域和一个n型半导体区域组成,n型区域被夹在两个p型区域之间。
MOS管也经常用作放大器和开关。
1.nMOS管nMOS管由一个n型沟道和两个p型区域(源和漏)组成。
当正电压施加到栅极时,栅极和沟道之间形成一个正电场,导致沟道形成导电通道,可以流过电流。
这种情况下,nMOS处于导通状态。
2.pMOS管pMOS管由一个p型沟道和两个n型区域(源和漏)组成。
当负电压施加到栅极时,栅极和沟道之间形成一个负电场,导致沟道形成导电通道,可以流过电流。
这种情况下,pMOS处于导通状态。
三极管的工作原理
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三极管的工作原理三极管是一种重要的电子器件,广泛应用于电子电路中。
它是由三个控制电极组成的半导体器件,包括一个发射极(Emitter)、一个基极(Base)和一个集电极(Collector)。
三极管的工作原理基于PN结的特性和电流放大效应。
三极管的工作原理可以简要概括为:通过控制基极电流,可以改变集电极电流的大小,从而实现电流放大的功能。
下面将详细介绍三极管的工作原理。
1. PN结的特性三极管的基本结构是由两个PN结组成的,其中PN结是由P型半导体和N型半导体的结合形成的。
PN结具有正向偏置和反向偏置两种工作状态。
1.1 正向偏置当PN结的P区连接到正电压,N区连接到负电压时,PN结处于正向偏置状态。
在这种情况下,P区中的空穴和N区中的自由电子会向PN结的中心扩散,形成电子-空穴对。
这些电子-空穴对会在PN结中重新组合,释放出能量。
正向偏置下,PN结的导电性能良好。
1.2 反向偏置当PN结的P区连接到负电压,N区连接到正电压时,PN结处于反向偏置状态。
在这种情况下,P区中的空穴会被吸引到N区,N区中的自由电子会被吸引到P区。
由于电荷的分离,PN结形成耗尽区,耗尽区中几乎没有自由电荷。
反向偏置下,PN结的导电性能很差。
2. 三极管的工作原理三极管的工作原理基于PN结的特性和电流放大效应。
2.1 基本工作原理三极管的基本工作原理是通过控制基极电流来控制集电极电流。
当三极管的基极电流很小(接近零)时,三极管处于截止状态。
此时,集电极电流也非常小,可以忽略不计。
当三极管的基极电流增大时,三极管开始导通。
此时,基极电流和集电极电流之间存在一个固定的比例关系,称为三极管的放大倍数(β值)。
当基极电流增大时,集电极电流也相应增大,放大倍数越大,集电极电流的增大越明显。
2.2 工作区域根据基极电流和集电极电流之间的关系,三极管可以分为三个工作区域:截止区、放大区和饱和区。
2.2.1 截止区当三极管的基极电流很小(接近零)时,三极管处于截止区。
三极管工作原理介绍
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三极管工作原理介绍三极管是一种重要的电子器件,常用于放大、开关和稳压电路中。
它是由三个掺杂不同材料的半导体层叠而成,通常被称为NPN型或PNP型三极管。
本文将对三极管的工作原理进行介绍。
三极管的构成由三个区域组成:发射区、基区和集电区。
发射区和集电区是两个P型半导体材料,基区是一个N型半导体材料。
在PNP型三极管中,N型基区位于两个P型区之间;而在NPN型三极管中,两个N型区域位于一个P型区之间。
三极管的工作原理基于两种基本操作模式:放大和开关。
接下来将分别介绍这两种模式。
放大模式:在放大模式下,三极管的基区是关键部分,它相当于一个控制电流的阀门。
当在基极正向施加一个电流(或电压)时,它的电子会从基极流向发射极。
这个电流被称为基极电流(IB)。
发射极和集电极之间的电流被称为集电极电流(IC)。
当一个小而弱的控制电流通过基极时,它可以控制一个大得多的集电极电流。
这是因为三极管的收集电流与基极电流之间存在一定的比例关系。
这种比例关系由三极管的放大倍数(β或Hfe)来表示。
三极管的放大倍数是指集电极电流和基极电流之间的比率。
当β值高时,三极管的放大效果很好,使得它在放大电路中被广泛使用。
不同类型的三极管具有不同的放大倍数范围。
开关模式:在开关模式下,三极管用作开关,控制电流的流动。
在此模式下,基极由一个很小的电流控制,可以关闭和打开一个相对较大的电路。
当没有电流流过基极时,三极管处于关断状态,导电被截断。
当一个小的电流被施加到基极时,它会导致集电区断电,可以将电路打开。
三极管在开关模式下工作时,可以实现电气信号的放大和处理,使得其在数字电路和逻辑电路中被广泛使用。
总结起来,三极管是一种用于电子器件的重要组件。
它可以在放大和开关模式下工作。
在放大模式下,三极管可以将小的控制电流转化为大的输出电流,实现电信号的放大;在开关模式下,三极管可以控制电流的通断,用于实现电路的开关操作。
三极管的工作原理深深地影响了现代电子技术的发展,广泛应用于通信、计算机和其他电子设备中。
三极管的工作原理
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三极管的工作原理一、引言三极管是一种重要的电子器件,广泛应用于电子电路中。
了解三极管的工作原理对于理解和设计电子电路至关重要。
本文将详细介绍三极管的工作原理及其相关概念。
二、三极管的基本结构三极管由三个区域组成:发射区(E区)、基区(B区)和集电区(C区)。
发射区和集电区是N型半导体,而基区是P型半导体。
三极管有两个PN结,即发射结和集电结,通过正向偏置来工作。
三、三极管的工作模式三极管有三种工作模式:截止区、放大区和饱和区。
1. 截止区当基极电压低于截止电压时,三极管处于截止区。
此时,发射区和集电区的PN结都处于反向偏置状态,没有电流流过三极管。
2. 放大区当基极电压高于截止电压时,三极管处于放大区。
此时,发射区和集电区的PN结都处于正向偏置状态。
当基极电流增加时,发射区注入的载流子数量增加,进而导致集电区电流的增加,从而实现电流放大的功能。
3. 饱和区当基极电压继续增加,达到饱和电压时,三极管处于饱和区。
此时,发射区和集电区的PN结都处于正向偏置状态,且集电区的电流达到最大值。
在饱和区,三极管的电流放大作用较小。
四、三极管的放大特性三极管的放大特性是其最重要的性能之一。
通过适当的电路连接,三极管可以放大电压、电流和功率。
1. 电压放大三极管的电压放大是指输入电压的小变化可以导致输出电压的大变化。
通过将输入信号施加在基极上,输出信号可以从集电极获得。
三极管的电压放大倍数可以通过控制电路参数来调整。
2. 电流放大三极管的电流放大是指输入电流的小变化可以导致输出电流的大变化。
通过控制基极电流,可以实现对集电极电流的放大。
3. 功率放大三极管的功率放大是指输入功率的小变化可以导致输出功率的大变化。
通过适当的电路连接,三极管可以实现对功率的放大。
五、三极管的应用三极管具有广泛的应用领域,包括放大、开关、振荡等。
1. 放大器三极管可以作为放大器使用,将小信号放大到较大的幅度。
放大器通常由输入电路、输出电路和供电电路组成,其中三极管负责放大信号。
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三极管的工作原理
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。
一、电流放大
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、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。
三、开关作用
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。
四、工作状态
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)。
对于PNP型三极管,分析方法类似,不同的地方就是电流方向跟NPN的刚好相反,因此发射极上面那个箭头方向也反了过来——变成朝里的了。
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检测三极管的口诀
三极管的管型及管脚的判别是电子技术初学者的一项基本功,为了帮助读者迅速掌握测判方法,笔者总结出四句口诀:“三颠倒,找基极;PN结,定管型;顺箭头,偏转大;测不准,动嘴巴。
”下面让我们逐句进行解释吧。
一、三颠倒,找基极
大家知道,三极管是含有两个PN结的半导体器件。
根据两个PN结连接方式不同,可以分为NPN型和PNP型两种不同导电类型的三极管,图1是它们的电路符号和等效电路。
测试三极管要使用万用电表的欧姆挡,并选择R×100或R×1k挡位。
图2绘出了万用电表欧姆挡的等效电路。
由图可见,红表笔所连接的是表内电池的负极,黑表笔则连接着表内电池的正极。
假定我们并不知道被测三极管是NPN型还是PNP型,也分不清各管脚是什么电极。
测试的第一步是判断哪个管脚是基极。
这时,我们任取两个电极(如这两个电极为1、2),用万用电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻,观察表针的偏转角度;接着,再取1、3两个电极和2、3两个电极,分别颠倒测量它们的正、反向电阻,观察表针的偏转角度。
在这三次颠倒测量中,必然有两次测量结果相近:即颠倒测量中表针一次偏转大,一次偏转小;剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小,这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基极(参看图1、图2不难理解它的道理)。
二、PN结,定管型
找出三极管的基极后,我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的导电类型(图1)。
将万用表的黑表笔接触基极,红表笔接触另外两个电极中的任一电极,若表头指针偏转角度很大,则说明被测三极管为NPN型管;若表头指针偏转角度很小,则被测管即为PNP型。
三、顺箭头,偏转大
找出了基极b,另外两个电极哪个是集电极c,哪个是发射极e呢?这时我们可以用测穿透电流ICEO的方法确定集电极c和发射极e。
(1) 对于NPN型三极管,穿透电流的测量电路如图3所示。
根据这个原理,用万用电表的黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec,虽然两次测量中万用表指针偏转角度
都很小,但仔细观察,总会有一次偏转角度稍大,此时电流的流向一定是:黑表笔→c极→b极→e极→红表笔,电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致(“顺箭头”),所以此时黑表笔所接的一定是集电极c,红表笔所接的一定是发射极e。
(2) 对于PNP型的三极管,道理也类似于NPN型,其电流流向一定是:黑表笔→e极→b极→c极→红表笔,其电流流向也与三极管符号中的箭头方向一致,所以此时黑表笔所接的一
定是发射极e,红表笔所接的一定是集电极c(参看图1、图3可知)。
四、测不出,动嘴巴
若在“顺箭头,偏转大”的测量过程中,若由于颠倒前后的两次测量指针偏转均太小难以区分时,就要“动嘴巴”了。
具体方法是:在“顺箭头,偏转大”的两次测量中,用两只手分别捏住两表笔与管脚的结合部,用嘴巴含住(或用舌头抵住)基电极b,仍用“顺箭头,偏转大”的判别方法即可区分开集电极c与发射极e。
其中人体起到直流偏置电阻的作用,目的是使效果更加明显。