电工电子元器件认识 - 晶体三极管结构与作用

晶体三极管结构与作用
任务目标；
三极管的结构、参数、及作用。

学习目标；
了解三极管的结构、参数、及作用。

晶体管又称三极管或晶体三极管，它的应用十分广泛，是电了电路中应用最重要的主要元件之一。

晶体三极管的主要作用是对信号进行放大或者工作在开关状态下对电路进行控制。

1、国产三极管型号的命名
国产三极管的命名及含义
2、日本晶体管型号命名及含义
3、欧洲晶体管型号命名
欧洲晶体管型号命名及含义
欧洲晶体管型号命名及含义
4、三极管的电路符号
三极管的电路符号
电路符号
a) PNP型b) NPN型
晶体三极管有三个电极，分别为;基极“B;，集电极“C"，和发射机“E"，在晶体管的电路符号中有一个带箭头的电极，分别表示三种意义:
1）表示该引脚是发射机;
2）表示该管的极性，箭头向外的表示是NPN管，箭头向里的表示是PNP管;
3）表示该管的电流方向。

5、三极管的种类
1）按材料和极性分:硅材料NPN型与PNP型晶体管和锗材料NPN型与PNP型晶体管。

2）按用途分:高频放大管和低频放大管。

3）按功率分:小功率(500MW}以下、中功率(500M4}3W}和大功率(3W)以上的晶体管。

4）按工作频率分:低频三极管(3MH}以下、高频三极管(3MH}以上和超高频三极管(儿白兆)。

5）按封装形式分:金属封装、玻璃封装和塑料封装的三极管。

如图2-75所示。

三极管
6、三极管的结构
三极管的结构
三极管结构示意图
a） NPN型 b）PNP型
它有集电结、发射结和N型半导体，P型半导体构成也就是说它有三层半导体和两个PN结组成。

对于PNP晶体管来说，它是有两块P型半导体和一块N型半导体组成，对于NPN型三极管来说是有两块N型半导体和一块P型半导体组成。

基极与集电极之问的PN结成为集电结，基极与发射极的PN结称为发射结。

7、三极管的工作条件
三极管不是两个PN结简单组合，它表现出与两个单独的PN结绝然不同的特性，这就是三极管最主要的特性即放大作用。

所谓放大，就是把微弱的电信号转换成一定强度的电信号。

无论是PNP型还是NPN型三极管，要使它具备放大作用发射结必须加正向电压Ube，集电结必须加高于
发射结的反向电压Uce，通常把发射极与基极之问的电压称为基极电压或偏置电压，把集电极与发射极之
问的电压称为集电极电压。

基极电压一般很小，锗管在0. 3V左右，硅管在0. 7V左右，集电极电压一般都在儿伏到十儿伏。

NPN型和PNP型管的电压极性相反，对NPN型管来说，基极高于发射极电位，集电极电位高于基极电位;对PNP型管来说则正好相反。

由于晶体管有NPN型和PNP型，所以外加电压的极性也不同，如上图所示，对于NPN型晶体管、集电极、基极，发射极三个电极的电位必须符合UC>UB>UE，对于PNP型晶体管、电源的极性与NPN型的相反，应符
UC<UB<UE。

8、三极管的工作状态
三极管具有饱和、放大、截止三种工作状态，如图2-77所示。

在放大器电路中，晶体管主要工作在放大状态;而在脉冲电路中，晶体管主要工作在饱和状态和截止状态，并且经常在这两种状态之问快速转换，通常称晶体管的这种工作状态为“开关状态”。

1）截止状态
三极管的截止状态是指基极加Ol输入电压时的工作状态，当发射极电压Ube<0. 5V 时，Ib和Ic都近似为零，三极管处于截止状态，相当于开关断开。

2）饱和状态
当三极管的发射结和集电结均处于正向偏置时，三极管处于饱和状态。

三极管饱和后，再增大Ib,集电极电流，Ic也不再增大。

这相当开关闭合，如图b所示。

3）放大状态
当三极管的发射结加正向偏压，集电结加反向偏置，且反向偏压大于正向偏置2倍或2倍以上时，三极管处于放大状态。

此时，基极小电流变化会引起集电极大电流变化，如图C所示。

a)截止状态
b)饱合状态
C)放大状态
二极管的工作状态
(1)元件作用
vT:晶体管起信号放大
作用。

vcc:直流供电电源，
为电路提供工作电压和电
流。

Rb:基极偏置电阻，电源电压通过Rb向基极提供合适的偏置电流IB。

C1:输入藕合电容，藕合输出交流信号Ui，并起隔离直流电的作用。

C2:输出祸合电容，祸合输入交流信号Ll e，并起隔离直流的作用。

Rc:集电极负载电阻，电源十B通过Rc为集电极供电，另一个作用是将放大的电流Ic 转换为放大的电压输出。

（2）电路工作原理
Ib电流经放大后获得对应的集电极电流，Ic电流大时，负载电阻Rc的压降也相应大，使集电极对地的电位降低，反之Ic电流变小时，集电极对地的电位升高。

在共发射极放大电路中，输出电压UO与输入信号电压Ui频率相同，相位相反，幅度得到放大。

三极管的这种以小变化的基极电流Ib控制大变化的集电极电流Ic的性能称为三极管的电流放大。

9、三极管的判别
1）极性的判别
将数字万用表置于二极管档，两表笔分别测试三个引脚，直到某引脚与另外两引脚有数字显示为止，此时，该引脚就为基极，如果接触该脚的表笔是红表笔，该管就是NPN 的，如果接触该脚的表笔是黑表笔则为PNP管。

2）如何判别三极管的集电极和发射机
(1)将数字万用表打到三极管的放大倍数档(HFE)，把已经确认基极的三极管插入表上标有E,B, C的插孔中，正反测试两次观察，读值较大的一次为标准，那么孔中所插的引脚就是万用表上所标的该管的极性。

a)无读值或读值小 b)有读值或读值大
二极管基极的判别
(2)在确定基极时，也可以直接使用二极管档去测试基极与另外两个引脚的管压降，测试的结果必然是一次大数值显示，一次小数值显示，那么大一点数值的一端就为发射极，小一点数值的一端为集电极。

a)数值小 b)数值大
极性判别
(3)如何判别三极管是硅管还是锗管
如果想知道三极管是硅管还是锗管的话，可以直接用二极管档去测试它的管压降就可以了，硅管的基极与发射极的管压降为0. 6V-0. 7V，锗管基极与发射极的管压降为0. 2V-0. 3V0
10、场效应管
场效应管又称单极性晶体管，主要是通过改变输入的电压来改变输出电流的，属于电压控制器件、输入电阻较高，基本上不需要电流，且受温度及外界的辐射影响较小、便于大规模集成等优点，因此得到了广泛地应用。

场效应管英文缩写FET，场效应管是另一种具有正向受控作
用的半导体器件，从制作工艺上分为两大类型。

第一类:结型场效
应管;第二类:绝缘栅型场效应管MOSFET(又称金属一氧化物一半导
体型)简称MOS型场效应管。

1）结型场效应管
结型场效应管
结型场效应管
结型场效应管分N沟道和P沟道两类，如图2-81所示为N沟道结型场效应管，它是在一块N型半导体中扩散两个高浓度的P区，并引出两个电极连到一起，称为栅极G，在N 型半导体两端各引出一个电极，分别称为源极S和漏极D。

P区和N区之问分别形成两个PN结(耗尽层)，中问的N区称为导电沟道，因此称为N沟道结型场效应管。

如下图所示为P沟道结型场效应管。

场效应管符号中箭头方向表示PN结正向偏置时栅极电流的方向。

N沟道结型场效应管结构 P沟道结型场效应管结构
2）工作原理
N沟道结型场效应管连接电路如图2-83
所示，在放大工作状态时，D, S极问加正向电
压Vdd, G,S极问加反向电压Vgg.。

由于栅极相
对漏、源极是处于低电位，使N沟道两侧PN结
承受反向偏置电压，所以改变加在PN结两端反
向偏置电压，就可改变耗尽层的宽度宽度，也
就改变了中问导电沟道的宽度。

这样利用电压
的变化来控制导电沟道中多数载流了的运动，
也就控制了导电沟道中电流的大小。

P沟道结型场效应管连接电路与N沟道结型场
效应管连接电路相反。

N沟道结型场效应管工作原理
11、场效应管的检测方法
1）用万用表检测结型场效应管
根据结型场效应管的结构，可检测出场效应管的三个电极。

用万用表的二极管档检测三个电极找出正反都通的两个电极，剩下的电极为控制极即栅极G，由于结型场效应管的源极和漏极可以互换，所以不必去区分D和S极。

用万用表的任意表笔连接栅极，另一表笔分别检测源极与漏极之问的压降。

如红表笔接栅极，黑表笔接其余两脚都通，且反向不通，则此管为N沟道结型场效应管。

如黑表笔接栅极，红表笔接其余两脚都通，且反向不通，则此管为P沟道结型场效应管。

而且场效应管是好的，否则场效应管损坏。

2）估测结型场效应管的放大能力
用万用表二极管档连接D和S极，用手捏住栅极，万用表的指示应变的很小，变化越大说明结型场效应管放大能力越高，灵敏度越好。