三极管应用介绍

從上面可以看出︰只要滿足偏置條件，集電極電 流總是等于基極電流的一個常數倍β，這個常數 可以透過加工工藝進行控制，其數值為幾十到幾 千。從轉移關係看，可以說基極電流被三極管放 大了β倍，成了集電極電流。

假若將一個外接信號疊加到基極電流中，那么 就可以從集電極得到被電流放大了β倍的輸出信 號。常數β稱為共發射極電流放大系數。
2. 三極管的開關時間（動態特性）
延遲時間td 上升時間tr
開啟時間ton
三極管的開關時間
存儲時間ts 下降時間tf
關閉時間toff
(1) 開啟時間Ton 三極管從截止狀態到飽和狀態所需的時間。三極 管處于截止狀態時，發射結反偏，空間電荷區比 較寬。當輸入信號由-U跳變道+U時，由于發射 結空間電荷區仍保持在截止時的寬度，故發射區 的電子還不能立即穿過發射結到達基區。發射區 的電子進入空間電荷區后，使其變窄，然后發射 區開始向基區發射電子，三極管開始導通，這個 過程所需時間稱為延遲時間td。 經過延遲時間td后，發射區不斷向基區注入 電子，電子在基區積累，并向集電區擴散，形成 集電極電流Ic。隨著基區電子濃度的增加， Ic不
在數字電路中，三極管作為開關元件，主要工 作在飽和和截止兩種開關狀態，放大區只是極短暫 的過渡狀態。
三極管的三種工作狀態 （a）電路 （b）輸出特性曲線
(1)截止狀wk.baidu.com 條件：發射結反偏 特點：電流約為0
開關等效電路
(2)飽和狀態
條件:發射結正偏，集電結正偏 特點:UBES≈0.7V，UCES=0.3V(硅)
[2]BJT極間反向電流︰ (a) Icbo: 集電極、基極反向飽和電流，即發射極開 路時，從集電極到基極的反向電流； (b) Iceo: 集電極、發射極穿透電流，即基極 開路 時，從集電極到發射極的洩漏電流。 Iceo=(1+βd)Icbo； (c) Iebo, 發射極、基極反向飽和電流，即集電極開 路時從發射極到基極之間的反向電流；
斷增加。Ic上升到90%所需時間稱為上升時間tr。 開啟時間： Ton = td +tr td ︰延遲時間 tr ︰上升時間 (2) 關閉時間Toff 三極管從飽和到截止所需的時間。進入飽和狀 態后，集電極收集電子的能力減弱。過剩的電 子在基區不斷累積起來，稱為超量存儲電荷， 同時集電區靠近邊界處也積累起一定的空穴， 集電結處于正向偏置。 當輸入電壓由+U跳變到-U時，存儲電荷不 能立即消失，而是在反向電壓作用下
(b) 左邊的為BJT的CB接法交流等效，其輸入、
輸出回路共用了基極，因其截止頻率在三種接法中 最高，往往用于高頻放大器或者振蕩器設計；
(c)上圖中右邊部分的為BJT的CC接法交流 等效原理圖，輸入、輸出回路共用了BJT的C極。 CC接法即是射極跟隨接法，它可以大幅度增加 負載阻抗，常常用于需負載隔離的場所。
右圖中 : SW_4_B=0 時: Q6003截止， Q6004截止， Q6004不輸出電壓值。
+3.3V_SB_VDDIO
+3.3V_MISC
SW_4_B=1 時: Q6003導通， Q6004導通， Q6004輸出 +3.3V_SB_VDDIO電壓
右圖中 : VID_SELECT= 0 時: Q67截止， ICH_GPIO18 ≈3D3V_SYS
雙極型三極管 (Bipolar Junction Transistor) 介紹
一、BJT基本概念 二、BJT在放大電路中的接法 三、BJT的參數介紹 四、BJT的開關特性 五、BJT在數字電路中的應用
一、BJT的基本概念 :
BJT 是指 Bipolar-Junction-Transistor，雙極結 型晶體管，又稱為三極管。它與二極體的區別 是有三個引出電極，基本組成架構仍然是PN結。 三個電極分別是 (Base )基極、(Collector ) 集 電極、 (Emitter )發射極 。
三極管又分為NPN和PNP兩種，它們的架構 示意圖如下︰
二、BJT在放大電路中的接法：
在實際電路中，BJT有Common Emitter共射、 Common Base共基、Common Collector共集三種不 同接法，它們適用于不同的場合； (a) CE接法是指以基極和發射極作為輸入回路， 發射極和集電極作為輸出回路，輸入、輸出回路 共用了發射極。 CE接法有較高的放大倍數以及 適中的輸入、輸出阻抗，常用于主放大電路。
開關時間一般在納秒數量級。高頻應用時需考慮。
五、BJT在數字電路中的應用 ＊BD_LED為高電平時，
+5V
三極管工作于飽和狀態， 相當于開關閉合，+5V施 加于R4018和LED兩端。 現象: BLUE LED 發光 即 BD_LED=1 時 燈亮
＊ BD_LED為低電平時，
三極管工作于截止狀態， 相當于開關斷開。 現象: BLUE LED 熄滅 即 BD_LED=0 時 燈滅
VID_SELECT
VID_SELECT= 1 時: Q67導通， ICH_GPIO18≈0
(d) Icer,基極與發射極之間外接電阻Ｒ時，從集電極 到發射極之間的穿透電流。如果所接電阻Ｒ＝ ０, Icer=Icbo。 [3]BJT的幾個極限參數︰ 極限參數對于實際設計時尤為重要，它們表明了 器件所能承擔的極限量，若超限使用，就會使 器件失效或者發生不可恢復性損傷﹗ (a) BVcbo-------發射極開路時的集電結反向擊穿電壓； (b) BVceo-------基極開路時，集電極與發射極之間的 擊穿電壓；
會有使集電極溫度升高的功率耗散，這個功率稱 為Pc； Pc ≒ Ic × Uce Pcm是指在一定環境溫度下集電結所能允許 的最大安全耗散功率，在這個功率以下工作器件 才會比較安全，否則會損壞或者嚴重短命。Pcm 是受環境溫度影響的，溫度升高， Pcm將會相應 變小﹗
四、三極管的開關特性︰
數字電路中的晶體三極管工作在開關狀態。 飽和狀態︰相當于開關閉合 截止狀態︰相當于開關斷開。
下圖中，Eb將為基極提供合適的偏置電壓， Ec為集電極提供偏置電壓；Uce指集電極與發射 極之間的電壓，Ube指基極與發射極之間的電壓。 Ib、Ic分別為流過基極和集電極的電流。
三極管在電子電路中貢獻最大、最寶貴的特性 是具有電流放大作用。 Ic=β× Ib Ie=Ic + Ib=(1+β) Ib
(c) BVcer-----B、E極間接有電阻時，集電極、發射極 之間的擊穿電壓； (d) BVces-----B、E極間短路相接時，集電極、發射極 之間的擊穿電壓； (e) BVcex----發射結施加反向電壓時，集電極、發射 極之間的擊穿電壓； (f) BVebo----集電極開路時，發射結的反向擊穿電壓； (g) 集電極最大允許耗散功率Pcm 當三極管處于放大狀態時，集電結上有較 高反向電壓，並且有較大電流流過，因此
NPN以及PNP管僅僅在極性上相反，對電源 的要求相反。
三、BJT的參數介紹︰
BJT的參數是表明BJT性能的數據以及描述BJT 安全使用範圍的物理量，是正確、可靠使用BJT 的基礎。下面是設計電路時必須了解的參數︰ [1]共發射極電流放大系數β。分為兩種: 直流βd=Ic/Ib，交流βc=ΔIc/ΔIb。
產生漂移運動而形成反向基流，促使超量存儲 電荷泄放。在存儲電荷完全消失前，集電極電 流維持Ics不變，直至存儲電荷全部消散，三極 管才開始退出飽和狀態，Ic開始下降。這個過 程所需時間成為存儲時間ts。
關閉時間：Toff = ts +tf ts :存儲時間（幾個參數中時間最長；飽和程度 越深越長） tf ︰下降時間，集電極電流由0.9Ics降至 0.1Ics所需時間。