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。

三极管是一种电流放大器件，但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用，通过电阻转变为电压放大作用。

晶体三极管-主要作用晶体三极管三极管是一种控制元件，主要用来控制电流的大小，以共发射极接法为例（信号从基极输入，从集电极输出，发射极接地），当基极电压UB有一个微小的变化时，基极电流IB也会随之有一小的变化，受基极电流IB的控制，集电极电流IC会有一个很大的变化，基极电流IB 越大，集电极电流IC也越大，反之，基极电流越小，集电极电流也越小，即基极电流控制集电极电流的变化。

但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多，这就是三极管的放大作用。

IC 的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数β（β=ΔIC/ΔIB, Δ表示变化量。

），三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍。

三极管在放大信号时，首先要进入导通状态，即要先建立合适的静态工作点，也叫建立偏置，否则会放大失真。

在三极管的集电极与电源之间接一个电阻，可将电流放大转换成电压放大：当基极电压UB 升高时，IB变大，IC也变大，IC 在集电极电阻RC的压降也越大，所以三极管集电极电压UC会降低，且UB越高，UC就越低，ΔUC=ΔUB。

晶体三极管-主要参数晶体三极管1、直流参数（1）集电极一基极反向饱和电流Icbo，发射极开路（Ie=0)时，基极和集电极之间加上规定的反向电压Vcb时的集电极反向电流，它只与温度有关，在一定温度下是个常数，所以称为集电极一基极的反向饱和电流。

良好的三极管，Icbo很小，小功率锗管的Icbo约为1～10微安，大功率锗管的Icbo可达数毫安，而硅管的Icbo则非常小，是毫微安级。

（2）集电极一发射极反向电流Iceo(穿透电流）基极开路（Ib=0）时，集电极和发射极之间加上规定反向电压Vce时的集电极电流。

Iceo大约是Icbo的β倍即Iceo=(1+β)IcbooIcbo和Iceo受温度影响极大，它们是衡量管子热稳定性的重要参数，其值越小，性能越稳定，小功率锗管的Iceo比硅管大。

（3）发射极---基极反向电流Iebo集电极开路时，在发射极与基极之间加上规定的反向电压时发射极的电流，它实际上是发射结的反向饱和电流。

（4）直流电流放大系数β1（或hEF）这是指共发射接法，没有交流信号输入时，集电极输出的直流电流与基极输入的直流电流的比值，即：β1=Ic/Ib2、交流参数（1）交流电流放大系数β（或hfe）这是指共发射极接法，集电极输出电流的变化量△Ic 与基极输入电流的变化量△Ib之比，即：β=△Ic/△Ib一般晶体管的β大约在10-200之间，如果β太小，电流放大作用差，如果β太大，电流放大作用虽然大，但性能往往不稳定。

（2）共基极交流放大系数α（或hfb）这是指共基接法时，集电极输出电流的变化是△Ic 与发射极电流的变化量△Ie之比，即：α=△Ic/△Ie因为△Ic＜△Ie，故α＜1。

高频三极管的α＞0.90就可以使用α与β之间的关系：α=β/（1+β）β=α/（1-α）≈1/（1-α）（3）截止频率fβ、fα当β下降到低频时0.707倍的频率，就是共发射极的截止频率fβ；当α下降到低频时的0.707倍的频率，就是共基极的截止频率fαofβ、fα是表明管子频率特性的重要参数，它们之间的关系为：fβ≈（1-α）fα（4）特征频率fT因为频率f上升时，β就下降，当β下降到1时，对应的fT是全面地反映晶体管的高频放大性能的重要参数。

3、极限参数（1）集电极最大允许电流ICM当集电极电流Ic增加到某一数值，引起β值下降到额定值的2/3或1/2，这时的Ic值称为ICM。

所以当Ic超过ICM时，虽然不致使管子损坏，但β值显著下降，影响放大质量。

（2）集电极----基极击穿电压BVCBO当发射极开路时，集电结的反向击穿电压称为BVEBO。

（3）发射极-----基极反向击穿电压BVEBO当集电极开路时，发射结的反向击穿电压称为BVEBO。

（4）集电极-----发射极击穿电压BVCEO当基极开路时，加在集电极和发射极之间的最大允许电压，使用时如果Vce＞BVceo，管子就会被击穿。

（5）集电极最大允许耗散功率PCM集电流过Ic，温度要升高，管子因受热而引起参数的变化不超过允许值时的最大集电极耗散功率称为PCM。

管子实际的耗散功率于集电极直流电压和电流的乘积，即Pc=Uce×Ic.使用时庆使Pc＜PCM。

PCM与散热条件有关，增加散热片可提高PCM。

晶体三极管-特性曲线晶体三极管1、输入特性其特点是：1）当Uce在0-2伏范围内，曲线位置和形状与Uce有关，但当Uce高于2伏后，曲线Uce 基本无关通常输入特性由两条曲线（Ⅰ和Ⅱ）表示即可。

2）当Ube＜UbeR时，Ib≈O称（0～UbeR)的区段为“死区”当Ube＞UbeR时，Ib随Ube增加而增加，放大时，三极管工作在较直线的区段。

3）三极管输入电阻，定义为:rbe=(△Ube/△Ib)Q点，其估算公式为：rbe=rb+(β+1)(26毫伏/Ie毫伏）rb为三极管的基区电阻，对低频小功率管，rb约为300欧。

2、输出特性输出特性表示Ic随Uce的变化关系（以Ib为参数），它分为三个区域：截止区、放大区和饱和区。

截止区当Ube＜0时，则Ib≈0，发射区没有电子注入基区，但由于分子的热运动，集电集仍有小量电流通过，即Ic=Iceo称为穿透电流，常温时Iceo约为几微安，锗管约为几十微安至几百微安，它与集电极反向电流Icbo的关系是：Icbo=(1+β)Icbo常温时硅管的Icbo小于1微安，锗管的Icbo约为10微安，对于锗管，温度每升高12℃，Icbo数值增加一倍，而对于硅管温度每升高8℃，Icbo数值增大一倍，虽然硅管的Icbo随温度变化更剧烈，但由于锗管的Icbo值本身比硅管大，所以锗管仍然受温度影响较严重的管，放大区，当晶体三极管发射结处于正偏而集电结于反偏工作时，Ic随Ib近似作线性变化，放大区是三极管工作在放大状态的区域。

饱和区当发射结和集电结均处于正偏状态时，Ic基本上不随Ib而变化，失去了放大功能。

根据三极管发射结和集电结偏置情况，可能判别其工作状态。

截止区和饱和区是三极管工作在开关状态的区域，三极管和导通时，工作点落在饱和区，三极管截止时，工作点落在截止区。

晶体三极管-产品检测晶体三极管大功率晶体三极管的检测利用万用表检测中、小功率三极管的极性、管型及性能的各种方法，对检测大功率三极管来说基本上适用。

但是，由于大功率三极管的工作电流比较大，因而其PN结的面积也较大。

PN结较大，其反向饱和电流也必然增大。

所以，若像测量中、小功率三极管极间电阻那样，使用万用表的R×1k挡测量，必然测得的电阻值很小，好像极间短路一样，所以通常使用R ×10或R×1挡检测大功率三极管。

普通达林顿管的检测用万用表对普通达林顿管的检测包括识别电极、区分PNP和NPN类型、估测放大能力等项内容。

因为达林顿管的E－B极之间包含多个发射结，所以应该使用万用表能提供较高电压的R×10K挡进行测量。

大功率达林顿管的检测检测大功率达林顿管的方法与检测普通达林顿管基本相同。

但由于大功率达林顿管内部设置了V3、R1、R2等保护和泄放漏电流元件，所以在检测量应将这些元件对测量数据的影响加以区分，以免造成误判。

具体可按下述几步骤进行晶体三极管A 用万用表R×10K挡测量B、C之间PN结电阻值，应明显测出具有单向导电性能。

正、反向电阻值应有较大差异。

B 在大功率达林顿管B－E之间有两个PN结，并且接有电阻R1和R2。

用万用表电阻挡检测时，当正向测量时，测到的阻值是B－E结正向电阻与R1、R2阻值并联的结果；当反向测量时，发射结截止，测出的则是(R1＋R2)电阻之和，大约为几百欧，且阻值固定，不随电阻挡位的变换而改变。

但需要注意的是，有些大功率达林顿管在R1、R2、上还并有二极管，此时所测得的则不是(R1＋R2)之和，而是(R1＋R2)与两只二极管正向电阻之和的并联电阻值。

带阻尼行输出三极管的检测将万用表置于R×1挡，通过单独测量带阻尼行输出三极管各电极之间的电阻值，即可判断其是否正常。