晶体三极管的结构作用与开关特性

晶体三极管的结构作用与开关特性

在数字电路设计的中，往往需要把数字信号经过开关扩流器件来驱动一些蜂鸣器、LED、继电器等需要较大电流的器件，而用得最多的开关器件要数三极管。

三极管通常也称双极型晶体管（BJT），简称晶体管或三极管。三极管在电路中常用字母T来表示。因三极管内部的两个PN结相互影响，使三极管呈现出单个PN结所没有的电流放大的功能。因此充分了解晶体三极管的结构作用对提高开关电路的设计有很大帮助，这次华强北IC代购网对三极管的开关特性展开以下介绍。

晶体三极管的结构作用介绍

导体二极管内部只有一个PN结，若在半导体二极管P型半导体的旁边，再加上一块N型半导体如图5-1（a）所示。由图5-1（a）可见，这种结构的器件内部有两个PN结，且N型半导体和P型半导体交错排列形成三个区，分别称为发射区，基区和集电区。从三个区引出的引脚分别称为发射极，基极和集电极，用符号e、b、c来表示。处在发射区和基区交界处的PN结称为发射结；处在基区和集电区交界处的PN结称为集电结。具有这种结构特性的器件称为三极管。

图5-1（a）所示三极管的三个区分别由NPN型半导体材料组成，所以这种结构的三极管称为NPN型三极管，图5-1（b）是NPN型三极管的符号，符号中箭头的指向表示发射结处在正向偏置时电流的流向。

根据同样的原理，也可以组成PNP型三极管，图5-2（a）、（b）分别为PNP型三极管的内部结构和符号。由图5-1和图5-2可见，两种类型三极管符号的差别仅在发射结箭头的方向上，理解箭头的指向是代表发射结处在正向偏置时电流的流向，有利于记忆NPN和PNP型三极管的符号，同时还可根据箭头的方向来判别三极管的类型。

例如，当大家看到“”符号时，因为该符号的箭头是由基极指向发射极的，说明当发射结处在正向偏置时，电流是由基极流向发射极。根据前面所讨论的内容已知，当PN结处在正向偏置时，电流是由P

型半导体流向N型半导体，由此可得，该三极管的基区是P型半导体，其它的两个区都是N型半导体，所以该三极管为NPN型三极管。

三极管开关特性的实际应用

图1 三极管电子开关电路图

图1为晶体三极管开关电路在电动玩具中的实际应用，图中VT表示开关三极管，M表示玩具电动机，S表示开关，基极限流电阻器R和电源GB组成。VT采用NPN型小型功率硅管 SS8050，其集电极最大允许电流可高达1.5A，以满足电动机启动电流的要求。M选用的是工作电压为3V的小型直流电动机，对应的电源GB亦为3V。

那么要如何确定VT基极限流电阻器R呢？根据三极管的电流分配作用，在基极输入一个较弱的电流IB，就可以控制集电极电流IC有较强的变化。假设VT电流放大系数hfe≈250，电动机起动时的集电极电流IC＝1.5A，经过计算，为使三极管饱和导通所需的基极电流IB≥（1500mA／250）×2＝12mA。在图1电路中，电动机空载时运转电流约为500mA，此时电源（用两节5号电池供电）电压降至2.4V，VT基极-发射极之间电压VBE≈0.9V。根据欧姆定律，VT基极限流电阻器的电阻值R＝（2.4－0.9）V／12mA≈0.13kΩ。考虑到VT在IC较大时，hfe要减小，电阻值R还要小一些，实取100Ω。为使电动机更可靠地启动，R甚至可

减少到51Ω。在调试电路时，接通控制开关S，电动机应能自行启动，测量VT集电极—发射极之间电压VCE≤0.35V，说明三极管已饱和导通，三极管开关电路工作正常，否则会使VT过热而损坏。

三极管 SS8050各性能参数介绍

三极管SS8050是常见的NPN型晶体三极管，我们可以在各种开关电路中看到它，应用范围十分广，生产厂家主要有ST、仙童半导体、飞利浦等，其性能参数并没有因生产厂家的不同而有过多的出入。

技术参数

●类型:开关型;

●极性:NPN;

●材料:硅;

●8050三极管（SOT-23封装）管脚图

●8050三极管（SOT-23封装）管脚图

●最大集电极电流(A):0.5 A;

●直流电增益:10 to 60;

●功耗:625 mW;

●最大集电极-发射极电压（VCEO）:25;[1]

●特征频率:150 MHz