晶体三极管的结构特性与参数(精)
3晶体三极管
2.三极管内部载流子的运动规律
集电结反偏， 集电结反偏， 有少子形成的反 向电流ICBO。 基区空穴 向发射区的 扩散形成电流 IEP可忽略。 可忽略。 进入P 进入P 区的电 子少部分与基区 的空穴复合， 的空穴复合，形 成电流IBN ，多 数作为非平衡少 子扩散到集电结 B RB IB IBN E IE IC ICBO C ICN
v
v
i
i
输出特性曲线各区的特点： 输出特性曲线各区的特点：
（1）饱和区 a.发射结正偏，集电结正偏或反 发射结正偏， 发射结正偏 偏电压很小。 偏电压很小。 UCE≤UBE b. iC明显受uCE控制, 明显受 控制 iC＜βiB
1
4 3
i
C/
mA
iB =
µ 100 A 80 60
饱和区
随着VCE的变化而迅速变化。 的变化而迅速变化。 随着
∆iC
∆iB
β=
放大区 截止区
∆iC ∆iB
U CE =常量
β是常数吗？什么是理想三极管？什么情况下 β = β ? 是常数吗？什么是理想三极管？ 是常数吗
2. 输出特性
iC = f (uCE ) I
数 B =常
对应于一个I 就有一条i 变化的曲线。 对应于一个 B就有一条 C随uCE变化的曲线。 输出特性曲线特点： 输出特性曲线特点： a. 各条特性曲线形状相同 b. 每条输出特性起始部分很陡 V时 uCE=0 V时，因集电极无收 b （集电结反压增加， 当集电结反压增加， 吸引电子能力增强,ic增大 增大） 吸引电子能力增强 增大） 集作用， =0。 集作用，iC=0。 c．每条输出特性当超过某一数 u c ．CE ↑ → Ic ↑ 。 值时（ ），变得平坦 值时（约1V），变得平坦 ）， d. 曲线比较平坦的部分， 曲线比较平坦的部分， 的增加而略向上倾斜。 随vCE的增加而略向上倾斜。 d每条输出特性当超过某一数值时（约1V），变得平坦 每条输出特性当超过某一数值时（ 1V），变得平坦 ）， 这是基区宽变效应） （这是基区宽变效应） • CB ↑→ 基区宽带变窄 → B 1V后 当uCE ＞CE后，收集电子的能力足够强。这时，发射到基区的电子 1V ↑→ 收集电子的能力足够强。这时， 变小 • 都被集电极收集， 再增加， 基本保持不变。 都被集电极收集，形成iC。所以uCE再增加，iC基本保持不变。 iC •→ β = iB ↑→ iB 若不变则 C ↑
《晶体三极管》课件
晶体三极管的分类
有两种主要的晶体三极管 类型：PNP和NPN。
2. 晶体三极管的工作原理
1
简单电路
晶体三极管可以作为放大器、开关和振荡器在各种电路中发挥作用。
2
放大器电路
晶体三极管可以放大信号的幅度，使其更适合其他电路的输入。
3
开关电路
晶体三极管可以控制电流的通断，用于构建开关电路。
3. 晶体三极管的应用
5. 晶体三极管的优缺点
1 优点
小巧、高频响应、低功耗、可靠性高、成 本低。
2 缺点
温度敏感、容易受到噪声干扰、容易烧毁。
6. 结论
总结
晶体三极管是一种重要的电子元器件，广泛应用于各种电路和电子设备中。
展望
随着科技的发展，晶体三极管不断改进，将在更广泛的领域发挥作用。
《晶体三极管》PPT课件
晶体三极管是电子学中重要的元器件之一，本课件将介绍晶体三极管的结构、 工作原理、应用、特性以及优缺点，帮助您全面了解晶体三极管。
1. 介绍晶体三极管
ห้องสมุดไป่ตู้
什么是晶体三极管？
晶体三极管是一种半导体 器件，可用作放大，开关 和振荡器。
晶体三极管的结构
晶体三极管由三个不同掺 杂的半导体区域构成：发 射区，基区和集电区。
放大器
晶体三极管可用于构建各类放 大器，如音频放大器、射频放 大器等。
开关
晶体三极管可以用于构建数字 电路和模拟电路中的开关。
振荡器
晶体三极管可以作为振荡器的 关键元件，产生无线电频率信 号。
4. 晶体三极管的特性
基本参数
• 电流放大倍数 • 最大可承受电压 • 最大可承受功率
变化规律
• 输入特性曲线 • 输出特性曲线 • 电流-电压关系
双极性晶体三极管(精)
5、晶体三极管的特性曲线
晶体管的特性曲线是用来表示各极电压和电流之间相互 关系，反映的是晶体管的性能。 因为晶体管有一对输入端和一对输出端，因此，要完整地 描述晶体管的伏安特性，就必须用两组表示不同端电压、电流 之间关系的特性曲线来表示。以共发射极为例来具体分析。 输入特性曲线： 输入特性曲线是指当集—射极之间的电压UCE为某一常数时， 输入回路中的基极电流IB与加在基—射极间的电压UBE之间的关系 曲线。 IB(A) 工作压降： 硅管 80 UBE0.6~0.7V,锗管 死区电压， UCE1V UBE0.2~0.3V。 60 硅管0.5V， 40 锗管0.2V。 20 UBE(V) 0.4 0.8
注意：这个放大作用是指一个小电流控制一个大 电流的作用。而不是能量的放大。能量是不能放 大的。
从这个意义上看：三极管是个电流放大元件
PNP管的分析同NPN管相同。使用时注意各极 极性和电流方向：
iC + UEB
C
iC
-
C
B
iB
UEC
iB B
UBE
-
+
+ iE
E
UCE
+
+
-
+
E
iE
PNP三极管
NPN三极管
N P N IE
发射结正 偏，发射 区电子不 断向基区 扩散，形 成发射极 电流IE。
Ec
E
IC=ICE+ICBOICE
集电结反偏， 有少子形成的 反向电流ICBO。 B
C
ICBO
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
RB EB
ICE N P IBE N IE
E
从基区扩 散来的电 子作为集 电结的少 子，漂移 Ec 进入集电 结而被收 集，形成 ICE。
晶体管
9.1.3 特性曲线
一、输入特性 iB
C
iC
B + RC + 输出 RB E uCE 输入 回路 + uBE + − EC EB回路 − IE −
−
iB = f (uBE) u
CE=常数
uCE = 0 与二极管特性相似
iB
RB + + uBE
−
RB +
−
iB
EB
−
EB
uCE = 0 uCE ≥ 1 V
base
发射极 E
emitter
C
B
NPN 型
E
二、类型
按材料分： 按材料分： 硅管、 硅管、锗管 按结构分： 按结构分： NPN、 PNP 、 按使用频率分： 按使用频率分： 低频管、 低频管、高频管 按功率分： 按功率分： 小功率管 < 500 mW 中功率管 0.5 ∼1 W 大功率管 > 1 W
9.1 晶体管
9.1.1 晶体管的基本结构 9.1.2 电流放大原理 9.1.3 特性曲线 9.1.4 主要参数
9.1.1 晶体管的基本结构
晶体管（三极管）是最重要的一种半导体器件。 晶体管（三极管）是最重要的一种半导体器件。
部分三极管的外型
一、结构
B E
二氧化硅 保护膜
E
铟球 P
N型硅 型硅 P型硅 型硅 N型硅 型硅
EB
EC IE
三. 三极管内部载流子的传输过程
I CBO
三极管内载流子运动
IC
I CN
IB
I BN
1) 发射区向基区注入多子电子， ) 发射区向基区注入多子电子 电子， 形成发射极电流 IE。 ) 基区空穴运动因浓度低而忽略) (2)电子到达基区后 基区空穴运动因浓度低而忽略) 多数向 BC 结方向扩散形成 ICN。 少数与空穴复合， 少数与空穴复合，形成 IBN 。 基极电源提供( 基区空 基极电源提供(IB) 穴来源 集电区少子漂移(ICBO) 集电区少子漂移( 即： IBN ≈ IB + ICBO IB = IBN – ICBO
晶体三极管详细说明
晶体三极管晶体三极管，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结把正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。
目录[隐藏]∙ 1 工作原理∙ 2 主要作用∙ 3 主要参数∙ 4 特性曲线∙ 5 产品检测∙ 6 工作状态∙7 产品分类∙8 主要类别∙9 基极判别∙10 判断口诀∙11 基本放大电路∙12 判断好坏∙13 主要特点∙14 判断故障∙15 注意事项∙16 产品展示∙17 相关词条18 参考资料晶体三极管-工作原理晶体三极管晶体三极管（以下简称三极管）按材料分有两种：储管和硅管。
而每一种又有NPN和PNP 两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和PNP两种三极管，两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的，下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。
NPN管它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，发射区与基区之间形成的PN 结称为发射结，而集电区与基区形成的PN结称为集电结，三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极。
当b点电位高于e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而C点电位高于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。
在制造三极管时，有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的，同时基区做得很薄，而且，要严格控制杂质含量，这样，一旦接通电源后，由于发射结正确，发射区的多数载流子（电子）极基区的多数载流子（控穴）很容易地截越过发射结构互相向反方各扩散，但因前者的浓度基大于后者，所以通过发射结的电流基本上是电子流，这股电子流称为发射极电流Ie。
由于基区很薄，加上集电结的反偏，注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电集电流Ic，只剩下很少（1-10%）的电子在基区的空穴进行复合，被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补纪念给，从而形成了基极电流Ibo根据电流连续性原理得：Ie=Ib+Ic 这就是说，在基极补充一个很小的Ib，就可以在集电极上得到一个较大的Ic，这就是所谓电流放大作用，Ic与Ib是维持一定的比例关系，即：β1=Ic/Ib式中：β--称为直流放大倍数，集电极电流的变化量△Ic与基极电流的变化量△Ib之比为：β=△Ic/△Ib式中β--称为交流电流放大倍数，由于低频时β1和β的数值相差不大，所以有时为了方便起见，对两者不作严格区分，β值约为几十至一百多。
晶体三极管的主要参数
晶体三极管的主要参数
1.电流放大系数
当晶体管接成共放射极电路时，在静态(无输入信号)时集电极电流与基极电流的比值称为静态电流(直流)放大系数晶体管工作在动态(有输入信号)时，基极电流的变化量为△IB ，它引起集电极电流的变化量为△IC 。
△IC 与△IB的比值称为动态电流(沟通)放大系数在输出特性曲线近于平行等距并且ICEO 较小的状况下,可近似认为，但二者含义不同。
2.集—基极反向截止电流ICBO
ICBO 是当放射极开路时流经集电结的反向电流，其值很小。
3.集—射极反向截止电流ICEO
ICEO 是当基极开路(IB = 0)时的集电极电流，也称为穿透电流，其值越小越好。
4.集电极最大允许电流ICM
当值下降到正常数值的三分之二时的集电极电流，称为集电极最大允许电流ICM。
5.集—射反相击穿电压U(BR)CEO
基极开路时，加在集电极和放射极之间的最大允许电压，称为集—射反相击穿电压U(BR)CEO。
6. 集电极最大允许耗散功率PCM
当晶体管因受热而引起的参数变化不超过允许值时，集电极所消耗的
最大功率，称为集电极最大允许耗散功率PCM。
由ICM、U(BR)CEO、PCM三者共同确定晶体管的平安工作区。
三极管工作原理及主要参数详解
三极管工作原理及主要参数详解三极管（全称：半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管），是一种控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。
介绍三极管的工作原理以及主要参数。
晶体三极管是p型和n型半导体的有机结合，两个pn结之间的相互影响，使pn结的功能发生了质的飞跃，具有电流放大作用。
晶体三极管按结构粗分有npn型和pnp型两种类型。
如图2-17所示。
（用Q、VT、PQ表示）三极管之所以具有电流放大作用，首先，制造工艺上的两个特点：（1）基区的宽度做的非常薄;（2）发射区掺杂浓度高，即发射区与集电区相比具有杂质浓度高出数百倍。
晶体三极管的工作原理三极管工作必要条件是（a）在B极和E极之间施加正向电压（此电压的大小不能超过1V）;（b）在C极和E极之间施加反向电压（此电压应比eb间电压较高）;（c）若要取得输出必须施加负载。
当三极管满足必要的工作条件后，其工作原理如下：（1）基极有电流流动时。
由于B极和E极之间有正向电压，所以电子从发射极向基极移动，又因为C极和E极间施加了反向电压，因此，从发射极向基极移动的电子，在高电压的作用下，通过基极进入集电极。
于是，在基极所加的正电压的作用下，发射极的大量电子被输送到集电极，产生很大的集电极电流。
（2）基极无电流流动时。
在B极和E极之间不能施加电压的状态时，由于C极和E极间施加了反向电压，所以集电极的电子受电源正电压吸引而在C极和E极之间产生空间电荷区，阻碍了从发射极向集电极的电子流动，因而就没有集电极电流产生。
综上所述，在晶体三极管中很小的基极电流可以导致很大的集电极电流，这就是三极管的电流放大作用。
此外，三极管还能通过基极电流来控制集电极电流的导通和截止，这就是三极管的开关作用（开关特性）。
晶体三极管共发射极放大原理如下图所示：A、vt是一个npn型三极管，起放大作用。
B、ecc 集电极回路电源（集电结反偏）为输出信号提供能量。
三极管特性
晶体管是半导体三极管中应用最广泛的器件之一，在电路中用“V”或“VT”（旧文字符号为“Q”、“GB”等）表示。
晶体管是内部含有两个PN结，外部通常为三个引出电极的半导体器件。
它对电信号有放大和开关等作用，应用十分广泛。
一、晶体管的种类晶体管有多种分类方法。
（一）按半导体材料和极性分类按晶体管使用的半导体材料可分为硅材料晶体管和锗材料晶体管管。
按晶体管的极性可分为锗NPN型晶体管、锗PNP晶体管、硅NPN型晶体管和硅PNP型晶体管。
（二）按结构及制造工艺分类晶体管按其结构及制造工艺可分为扩散型晶体管、合金型晶体管和平面型晶体管。
（三）按电流容量分类晶体管按电流容量可分为小功率晶体管、中功率晶体管和大功率晶体管。
（四）按工作频率分类晶体管按工作频率可分为低频晶体管、高频晶体管和超高频晶体管等。
（五）按封装结构分类晶体管按封装结构可分为金属封装（简称金封）晶体管、塑料封装（简称塑封）晶体管、玻璃壳封装（简称玻封）晶体管、表面封装（片状）晶体管和陶瓷封装晶体管等。
其封装外形多种多样。
（六）按功能和用途分类晶体管按功能和用途可分为低噪声放大晶体管、中高频放大晶体管、低频放大晶体管、开关晶体管、达林顿晶体管、高反压晶体管、带阻晶体管、带阻尼晶体管、微波晶体管、光敏晶体管和磁敏晶体管等多种类型。
二、晶体管的主要参数晶体管的主要参数有电流放大系数、耗散功率、频率特性、集电极最大电流、最大反向电压、反向电流等。
（一）电流放大系数电流放大系数也称电流放大倍数，用来表示晶体管放大能力。
根据晶体管工作状态的不同，电流放大系数又分为直流电流放大系数和交流电流放大系数。
1．直流电流放大系数直流电流放大系数也称静态电流放大系数或直流放大倍数，是指在静态无变化信号输入时，晶体管集电极电流IC与基极电流IB的比值，一般用hFE或β表示。
2．交流电流放大系数交流电流放大系数也称动态电流放大系数或交流放大倍数，是指在交流状态下，晶体管集电极电流变化量△IC与基极电流变化量△IB的比值，一般用hfe或β表示。
晶体三极管及其特性
晶体三极管及其特性半导体三极管又称品体三极管。
在各种屯子电路中都离不开这里所讲的三极管是目前使用十分普遍的半导体三极管。
1 •电路符号及外形三极管的电路符号及部分常见三极管的外形，如图图(a)所示为国标最新规定的NPN型半导体三极管电路符号图(b)所示为我国最新规定的PNP型半导体三极管电路符号。
在集成电路中仅用这两种电路符号。
图(c)所示是我国最新规定的集电极接管子外壳的NPN型管子电路符号，这种管子迥常是功率较大的管于，它的引脚只有两个，即只有基极和发射极两个引脚，而集电极是接外壳的，外壳接电路。
对于PNP型管子集电极接外壳时，电路符号基本相同，只是发射极的箭头方向不同。
图(d)所示是我国以前使用的三极管电路符号，在目前大量书刊、资料的电路图个还有这种电路符号。
图(e)所示是B96普遍采用的塑料封装三极管，塑料封装的三极管还有许多其他形状。
图⑴所示是金局外壳的三极管外形图(g)所示是大功率三极管，管子外壳体积很大2 •半导体三板管的结构 三极管按照极TI 代理性划分有两种，即 PNP 型和NPN 型，三极管的结构示意 图如图2所示。
图（a ）所示为N 州型管结构示意图，从图中可以看出，它由三块半导体 组成，构成两个PN 结，即集电结和发射结，共引出三个电极，分别是集电极、基 极和发射极。
管中工作电流有集电极电流 IC 、基极电流IB 、发射极电流IE ； IC 、IB汇合后从发射极流出，电路符号中发射极箭头方向朝外形象地表明了电流的流动方向， 这对读固有帮助。
上述代表各极的字母也可用小写字母 c 、b 、e 表示|】E =十♦其中1匚=* A ；》J" /c Q Zg图（b ）所示是PNP 型管结构示意图，不同之处是 P 、N 型半导体的排列方向不同,其他基本一样。
电流方向是从发射极流向管子内，基极电流和集电极电流都是从管子 流出，这从PNP 型管电路符号中发射极箭头所指方向也可以看出。
晶体三极管与场效应管的详细介绍
晶体三极管
晶体三极管：是一种利用输入电流控制输出电流的电流控制型器件。 特点：管内有两种载流子参与导电。
2.1.1
三极管的结构、分类和符号
一、晶体三极管的基本结构 1．三极管的外形：如图 2.1.1 所示。 2．特点：有三个电极，故称三极管。 3．三极管的结构：如图 2.1.2 所示。 晶体三极管有三个区――发射区、基区、集电 区； 两个 PN 结――发射结(BE 结)、集 电结(BC 结)； 三个电极――发射极 e(E)、 基极 b(B) 和集电极 c(C)； 两种类型――PNP 型管和 NPN 型 管。 工艺要求： 发射区掺杂浓度较大；基区很薄且掺杂最少；集电区比发射区体积大且掺杂少。 二、晶体三极管的符号 晶体三极管的符号如图 2.1.3 所示。 箭头：表示发射结加正向电压时的电流方向。 文字符号：V 三、晶体三极管的分类 1．三极管有多种分类方法。 按内部结构分：有 NPN 型和 PNP 型管； 按工作频率分：有低频和高频管； 按功率分：有小功率和大功率管； 按用途分：有普通管和开关管； 按半导体材料分：有锗管和硅管等等。 2．国产三极管命名法：见《电子线路》P249 附录二。 例如：3DG 表示高频小功率 NPN 型硅三极管；3CG 表示高频小功率 PNP 型硅三极 管；3AK 表示 PNP 型开关锗三极管等。
图 2.2.5
结型场效应管的转移特性曲线
图 2.2.6
结型场效应管的输出特性曲线
2．输出特性曲线 表示在栅源电压一定条件下，漏极电流与漏源电压之间的关系。如图 2.2.6 所示。 (1) 可调电阻区(图中Ⅰ区) VGS 不变时， I D 随 VDS 作线性变化，漏源间呈现电阻性； 栅源电压 VGS 越负，输出特性越陡，漏源间的电阻越大。 结论：在Ⅰ区中，场效应管可看作一个受栅源电压控制的可变电阻。 (2) 饱和区(图中Ⅱ区) VDS 一定时， VGS 的少量变化引起 I D 较大变化，即 I D 受 VGS 控制。 当 VGS 不变时， I D 不随 VDS 变化，基本上维持恒定值，即 I D 对 VDS 呈饱和状态。 结论：在Ⅱ区中，场效应管具有线性放大作用。 (3) 击穿区(图中Ⅲ区) 当 VDS 增至一定数值后， I D 剧增，出现电击穿。如果对此不加限制，将损坏管子。 因此，管子不允许工作在这个区域。 3．跨导(gm) 反映在线性放大区 VGS 对 I D 的控制能力。单位是A/V。 I D gm VGS
第三讲 晶体三极管
§2.2.3 三极管的主要参数
电流放大系数 三极管的参数是 用来表征管子性 能优劣适应范围 的，是选管的依 据，共有以下三 大类参数。
极间反向电流ICBO 、 ICEO
极限参数
• 极限参数：ICM、PCM、U（BR）CEO
最大集电 极电流 c-e间击穿电压 最大集电极耗散功 率，PCM＝iCuCE
4.下列NPN型三极管各个极的电位，处于放 大状态的三极管是（ ） A VC=0.3V，VE=0V， VB=0.7V B VC=-4V， VE=-7.4V，VB=-6.7V C VC=6V， VE=0V， VB=-3V D VC=2V， VE=2V， VB=2.7V 5.如果三极管工作在截止区，两个PN结状 态（ ） A．均为正偏 B．均为反偏 C．发射结正偏，集电结反偏 D．发射结反偏，集电结正偏
三极管符号
结构特点：
基区很薄且杂质浓度很低；
发射区掺杂浓度高； 集电区面积很大。
二．分类
（1）按半导体结构不同：NPN 型和 PNP 型。
（2）按功率分：小功率管和大功率管。
（3）按工作频率分：低频管和高频管。
（4）按管芯所用半导体材料分：锗管和硅管。
（5）按结构工艺分：合金管和平面管。
（6）按用途分：放大管和开关管。
放大区：发射结正向偏置，集电结反向偏置。
饱和区：发射结和集电结均正向偏置。
截止区：发射结电压小于开启电压，集电结 在电路中的连接方式
共发射极连接 共基极连接 共集电极连接
三极管的特性曲线
概 念
特性曲线是 指各电极之 间的电压与 电流之间的 关系曲线
输入特性曲线
输出特性曲线
（1）三极管的电流放大作用，实质上是用较小的基极电 流信号控制集电极的大电流信号，是“以小控大”的作用。 （2）三极管的放大作用，需要一定的外部条件。
三极管2
1
ICEO
O
IB = 0
条件： 发射结正偏 集电结反偏 特点：
8 uCE /V
水平、等间隔
模
拟
电 子
技
术
3. 饱和区：
iC / mA 4 50 µ A 饱 40 µ A 3 和 放大区 区 30 µ A
2 1
uCE u BE
uCB = uCE u BE 0
条件：两个结正偏 特点：IC IB 深度饱和时： 0.3 V (硅管) 0.1 V (锗管)
–2 V 0V 2V 5V
D iD G S N 沟道结型
iD /mA uGS = 0 V 0 V –2V –5V O 2V 5V
uDS /V iD /mA UGS(off)
–5 O
D iD G S P 沟道结型
u CE 1 V
特性右移(因集电结开始吸引电子) 特性基本重合(电流分配关系确定)
导通电压 UBE(on) 硅管： (0.6 0.8) V 取 0.7 V 锗管： (0.2 0.3) V 取 0.2 V
模
拟
电 子
技
术
二、输出特性
iC f ( uCE )
iB常 数
输出特性 动画演示 1. 截止区： IB 0 IC = ICEO 0 条件：两个结反偏
模
拟
电 子
技
术
二、耗尽型 N 沟道 MOSFET
D G S
B
Sio2 绝缘层中掺入正离子在 uGS = 0 时已形成 沟道；在 DS 间加正电压时形成 iD， uGS UGS(off) 时，全夹断。
模
拟
电 子
技
术
二、耗尽型 N 沟道 MOSFET
晶体管(三极管)内部结构、管脚识别及电流放大原理图文说明
晶体管(三极管)内部结构、管脚识别及电流放大原理图文说明晶体管实物如图2.2 所示。
图2.2晶体管实物1.晶体管的结构与电路符号半导体晶体管由于在工作时半导体中的电子和空穴两种载流子都起作用，所以属于双极型器件，也称双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor，BJT)。
晶体管的种类很多，按照半导体材料的不同，可分为硅管、锗管；按功率分为小功率管、中功率管和大功率管；按照频率分为高频管和低频管；按照制造工艺分为合金管和平面管等。
通常按照结构的不同分为两种类型：NPN型管和PNP 型管。
图2.3给出了NPN和PNP 管的结构示意图及其图形和文字符号，符号中的箭头方向是晶体管的实际电流方向。
文字符号有时也采用大写。
图2.3晶体管的结构示意与图形和文字符号2.晶体管的判别要准确地了解一只晶体管的类型、性能与参数，可用专门的测量仪器进行测试，但一般粗略判别晶体管的类型和引脚，可直接通过晶体管的型号简单判断，也可利用万用表测量的方法判断。
下面具体介绍其型号的意义及利用万用表简单测量的方法。
⑴晶体管型号的意义晶体管的型号一般由五大部分组成，如3AX31A、3DG12B、3CG14G等。
下面以3DG110B 为例来说明各部分的命名含义。
3D G110B电极数材料与类型功能序号规格号①第一部分由数字组成，表示电极数。
“3”代表晶体管。
②第二部分由字母组成，表示晶体管的材料与类型。
A表示PNP型锗管，B表示NPN 型锗管，C表示PNP型硅管，D表示NPN型硅管。
③第三部分由字母组成，表示晶体管的类型，即表明管子的功能。
④第四部分由数字组成，表示晶体管的序号。
⑤第五部分由字母组成，表示晶体管的规格号。
⑵判别晶体管的引脚、管型及好坏晶体管的引脚必须正确辨认，否则，不但接入电路不能正常工作，还可能烧坏晶体管。
当晶体管上标记不清楚时，可以用万用表来初步确定晶体管的类型(NPN型还是PNP 型)，并辨别出e、b、c三个电极。
晶体管简介及特性
晶体管简介及特性一、BJT的结构简介BJT又常称为晶体管，它的种类很多。
按照频率分，有高频管、低频管；按照功率分，有小、中、大功率管；按照半导体材料分，有硅管、锗管；根据结构不同，又可分成NPN型和PNP型等等。
但从它们的外形来看，BJT都有三个电极。
它是由两个 PN结的三层半导体制成的。
中间是一块很薄的P型半导体(几微米~几十微米)，两边各为一块N型半导体。
从三块半导体上各自接出的一根引线就是BJT的三个电极，它们分别叫做发射极e、基极b和集电极c，对应的每块半导体称为发射区、基区和集电区。
虽然发射区和集电区都是N型半导体，但是发射区比集电区掺的杂质多。
在几何尺寸上，集电区的面积比发射区的大，这从图3.1也可看到，因此它们并不是对称的。
二、BJT的电流分配与放大作用1、BJT内部载流子的传输过程BJT工作于放大状态的基本条件：发射结正偏、集电结反偏。
在外加电压的作用下， BJT内部载流子的传输过程为：（1）发射极注入电子由于发射结外加正向电压VEE，因此发射结的空间电荷区变窄，这时发射区的多数载流子电子不断通过发射结扩散到基区，形成发射极电流IE，其方向与电子流动方向相反。
（2）电子在基区中的扩散与复合由发射区来的电子注入基区后，就在基区靠近发射结的边界积累起来，右基区中形成了一定的浓度梯度，靠近发射结附近浓度最高，离发射结越远浓度越小。
因此，电子就要向集电结的方向扩散，在扩散过程中又会与基区中的空穴复合，同时接在基区的电源VEE的正端则不断从基区拉走电子，好像不断供给基区空穴。
电子复合的数目与电源从基区拉走的电子数目相等，使基区的空穴浓度基本维持不变。
这样就形成了基极电流IB，所以基极电流就是电子在基区与空穴复合的电流。
也就是说，注基区的电子有一部分未到达集电结，如复合越多，则到达集电结的电子越少，对放大是不利的。
所以为了减小复合，常把基区做得很薄 (几微米)，并使基区掺入杂质的浓度很低，因而电子在扩散过程中实际上与空穴复合的数量很少，大部分都能能到达集电结。
晶体三极管
31
四、三极管的电压放大作用
将 IE= IC + IB 代入 得：
IC
中 I C I E I CBO
IB 1 1 I CBO
1
28
此时定义：
称为共射电流放大系数
1
上式变为：
同时：
I C I B (1 ) I CBO
I E I C I B (1 ) I B (1 ) I CBO
19
结论：
→→发射区的电子源源不断越过PN结到 达基区形成 IEN
→→基区的空穴电子源源不断越过PN结 到达发射区形成 IEP 则：发射极电流 IE = IEN + IEP
≈IEN ( IEP<< IEN )
20
② 电子在基区扩散和复合的情况： （形成 IBN = IEN – ICN ，IB=IBN + IEP - ICBO ）
：
这两个公式中令
ICEO称为穿透电流，又叫ICEO(pt)，即基极开路（IB=0）时
由集电极直通到发射极的电流。
29
一般地： 故：忽略 ICEO 的影响 使得：
注意： 这两个式子是以后我们在分析运算中常用的近
似关系。
30
三、三极管的电流放大作用
从三极管中载流子的运动情况可知，我们
晶体管的结构及性能
（一）晶体管的结构特性1．晶体管的结构晶体管内部由两PN结构成，其三个电极分别为集电极（用字母C或c表示），基极（用字母B或b表示）和发射极（用字母E或e表示）。
晶体管的两个PN结分别称为集电结（C、B极之间）和发射结（B、E极之间），发射结与集电结之间为基区。
根据结构不同，晶体管可分为PNP型和NPN型两类。
在电路图形符号上可以看出两种类型晶体管的发射极箭头（代表集电极电流的方向）不同。
PNP型晶体管的发射极箭头朝内，NPN型晶体管的发射极箭头朝外。
2．三极管各个电极的作用及电流分配晶体管三个电极的电极的作用如下：发射极（E极）用来发射电子；基极（B极）用来控制E极发射电子的数量；集电极（C极）用业收集电子。
晶体管的发射极电流IE与基极电流IB、集电极电流IC之间的关系如下：IE=IB+IC3．晶体管的工作条件晶体管属于电流控制型半导体器件，其放大特性主要是指电流放大能力。
所谓放大，是指当晶体管的基极电流发生变化时，其集电极电流将发生更大的变化或在晶体管具备了工作条件后，若从基极加入一个较小的信号，则其集电极将会输出一个较大的信号。
晶体管的基本工作条件是发射结（B、E极之间）要加上较低的正向电压（即正向偏置电压），集电结（B、C极之间）要加上较高的反向电压（即反向偏置电压）。
晶体管发射结的正向偏置电压约等于PN结电压，即硅管为0.6~0.7V，锗管为0.2~0.3V。
集电结的反向偏置电压视具体型号而定。
4．晶体管的工作状态晶体管有截止、导通和饱和三种状态。
在晶体管不具备工作条件时，它处截止状态，内阻很大，各极电流几乎为0。
当晶体管的发射结加下合适的正向偏置电压、集电结加上反向偏置电压时，晶体管导通，其内阻变小，各电极均有工作电流产生（IE=IB+IC）。
适当增大其发射结的正向偏置电压、使基极电流I B增大时，集电极电流IC和发射极电流IE也会随之增大。
当晶体管发射结的正向偏置电压增大至一定值（硅管等于或略高于0.7V，锗管等于或略高于0. 3V0时，晶体管将从导通放大状态进入饱和状态，此时集电极电流IC将处于较大的恒定状态，且已不受基极电流IB控制。
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一、三极管的结构类型与工作原理
半导体三极管又称为晶体管、三极管、双极型晶体管、BJT 。
它由2个背靠背的PN结组成，分为NPN型、PNP型。
由制造的材料又分为硅三极管、锗三极管。
NPN型三极管：c：collector 集电极；b：base 基极；e：emitter 发射极
采用平面管制造工艺，在N＋型底层上形成两个PN结。
工艺特点：三个区，二个结，引出三根电极杂质浓度(e区掺杂浓度最高，b区较高，c 区最低)；面积大小( c区最大，e区大，b区窄)。
PNP型三极管：在P＋型底层上形成两个PN结。
NPN管的工作原理：为使NPN管正常放大时的条件：射结正偏(VBE＞0)，集电结反偏(VCB＞0)。
发射区向基区大量发射电子(多子)，进入基区的电子成为基区的少子，其中小部分与基区的多子( 空穴)复合，形成IB电流，绝大部分继续向集电结扩散并达到集电结边缘。
因集电结反偏，这些少子将非常容易漂移到集电区，形成集电集电流的一部分ICN。
而基区和集电区本身的少子也要漂移到对方，形成反向饱和电流ICBO。
，，
晶体管的四种工作状态：
1、发射结正偏，集电结反偏：放大工作状态用在模拟电子电路
2、发射结反偏，集电结反偏：截止工作状态
3、发射结正偏，集电结正偏：饱和工作状态用在开关电路中
4、发射结反偏，集电结正偏：倒置工作状态较少应用
三种基本组态：集电极不能作为输入端，基极不能作为输出端。
1、共基组态(CB)
输入：发射极端：基极公共(此处接地) 。
输出：集电极。
VBE＞0，发射结正偏，VCB＞0(∵VCC＞VBB)，集电结反偏。
所以三极管工作在放大状态。
发射极组态(CE)：
共集电极组态(CC)：
共基组态时电流关系(放大状态)：
，
，
称为共基极直流电流放大系数，0.98~0.998。
ICBO称为集电结反向饱和电流，其值很小，常可忽略。
其中穿透电流，。
当时，
称为共射极直流电流放大系数, 穿透电流ICEO ，其值较小，也常可忽略。
所以有和
之间的关系：
共集组态时电流关系(放大状态)：
无论哪种组态，输入电流对输出电流都具有控制作用，因此三极管是一种电流控制器件(CCCS)。
并且共射和共集组态还具有电流放大作用。
二、三极管的伏安特性曲线
1、共射极输入特性
基极电流iB与发射结电压VBE之间的关系：
电路及三极管典型特性曲线：
与二极管的正向特性相似，但当C-E间的电压增加时，特性曲线右移，当VCE＞1后，输入伏安特性曲线基本不变。
2、共射极输出特性
集电极电流iC与集-射间电压VCE之间的关系：
饱和区：发射结正偏，集电结正偏。
当集电结零偏(VCB=0)时称为临界饱和。
VCES称饱和压降，ICS称集电极饱和电流，I BS称基极临界饱和电流。
当iB＞IBS时，三极管进入深饱和，晶体三极管进入饱和后
，管子就不具备有放大能力了。
饱和区模型：
临界饱和：VCES＝0.7V，深度饱和：VCES≈0.3V 放大区：发射结正偏，集电结反偏。
特征是IC仅受iB控制，与VCE的大小基本无关。
PNP型三极管：
三、三极管的主要参数
1、电流放大倍数
共射极直流电流放大倍数：
共射极交流电流放大倍数：，，β典型值为50～200。
共基极直流电流放大倍数：
共射极交流电流放大倍数：，，α典型值为0.98～0.998。
2、极间反向电流
集电结
反向饱和电流ICBO是指发射极开路，集电极与基极之间加反向电压时的反向饱和电流(nA 级)。
与单个PN结的反向电流一样，主要取决于温度和少子浓度。
穿透电流ICEO是指基极开路，集电极与发射极之间加反向电压时，从集电极穿过基区流入发射极的反向饱和电流。
(f27)ICEO是衡量三极管性能稳定与否的重要参数之一，其值愈小愈好。
ICBO和ICEO与温度密切相关。
3、极限参数
集电极最大允许电流ICM，当iC超过ICM时，电流放大倍数β将显著下降。
集电极最大允许功耗PCM，PCM表示集电结上允许的耗散功率的最大值。
主要由管子所允许的温升及散热条件决定。
当超过PCM时，管子可能烧毁。
反向击穿电压超过反向击穿电压时，管子将发生击穿。
反向击穿电压的大小不仅与管子本身的特性有关，还与外电路的接法有关。
4、安全工作区与温度稳定性
安全工作区：
由三极管的三个极限参数：PCM、ICM和V(BR)CEO，在输出特性曲线上可画出安全工作区。
温度稳定性：
输入特性：温度上升时，发射结电压下降(负温度特性),温度系数约为-2.5mV/℃。
输出特性：温度上升时，输出特性曲线上移，间距增大。