三极管的基本知识

三极管的基本知识

概念：半导体三极管也称双极型晶体管,晶体三极管,简称三极管,是一种电流控制电流的半导体器件。

作用:把微弱信号放大成辐值较大的电信号, 作无触点开关。

三极管工作原理

半导体电子器件，有两个PN结组成，可以对电流起放大作用，有3个引脚，晶体三极管分别为集电极（c)，基极（b)，发射极（e），有PNP和NPN型两种，以材料分有硅材料和锗材料两种，两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的。

三极管的三种工作状态

截止状态：当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，

集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，我们称三极管处于截止状态。

放大状态：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并处于某一恰当

的值时，三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，这时基极电流对集电极电流起着控制作用，使三极管具有电流放大作用，其电流放大倍数β＝ΔIc/ΔIb，

这时三极管处放大状态。

饱和导通状态：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并当基极

电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不怎么变化，这时三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。

主要参数

特征频率f T

当f= f T时,三极管完全失去电流放大功能.如果工作频率f大于f T,电路将不正常工作.

工作电压/电流

用这个参数可以指定该管的电压电流使用范围.

h FE

电流放大倍数.

V CEO

集电极发射极反向击穿电压,表示临界饱和时的饱和电压.

P CM

最大允许耗散功率.

晶体三极管主要用于放大电路中起放大作用，在常见电路中有三种接法。为了便于比较，将晶体管三种接法电路所具有的特点列于下表，供大家参考。

名称共发射极电路共集电极电路（射极输出器）共基极电路

输入阻抗中（几百欧～几千

欧）

大（几十千欧以上）小（几欧～几十欧）

输出阻抗中（几千欧～几十

千欧）

小（几欧～几十欧）

大（几十千欧～几百千

欧）

电压放大

倍数

大小（小于1并接近于1）大

电流放大

倍数

大（几十）大（几十）小（小于1并接近于1）

功率放大倍数大（约30～40分

贝）

小（约10分贝）中（约15～20分贝）

频率特性高频差好好

应用多级放大器中间

级

低频放大输入级、输出级或

作阻抗匹配用

高频或宽频带电路及

恒流源电路

应用

NPN型三极管相当于常闭型水龙头，在没有用力打开水闸时，水龙头是关着的，NPN型三极管在基极（b）没有电压或接地时，集电极（c）到发射极（e）是关掉的，处于断路状态。

PNP型三极管相当于常开水龙头，水一直流，只有用力旋转水闸才会关闭。PNP 型三极管的基极（b）没有电压或接地时，集电极（c）和发射集（e）是导通的，处于开路状态；只有当基极有一定电压（或电流）时，集电极和发射集就会断路。

NPN和PNP主要就是电流方向和电压正负不同，说得“专业”一点，就是“极性”问题。

NPN 是用B→E 的电流（IB）控制C→E 的电流（IC），E极电位最低，且正常放大时通常C极电位最高，即VC > VB > VE

PNP 是用E→B 的电流（IB）控制E→C 的电流（IC），E极电位最高，且正常放大时通常C极电位最低，即VC < VB < VE

总之VB 一般都是在中间，VC 和VE 在两边，这跟通常的BJT 符号中的位置是一致的，你可以利用这个帮助你的形象思维和记忆。而且BJT的各极之间虽然不是纯电阻，但电压方向和电流方向同样是一致的，不会出现电流从低电位处流行高电位的情况。

如今流行的电路图画法，"阳上阴下”，也就是“正电源在上负电源在下”。那NPN电路中，E 最终都是接到地板（直接或间接），C 最终都是接到天花板（直接或间接）。PNP电路则相反，C 最终都是接到地板（直接或间接），E 最终都是接到天花板（直接或间接）。这也是为了满足上面的VC 和VE的关系。一般的电路中，有了NPN的，你就可以按“上下对称交换”的方法得到PNP 的版本。无论何时，只要满足上面的6个“极性”关系（4个电流方向和2个电压不等式），BJT电路就可能正常工作。当然，要保证正常工作，还必须保证这些电压、电流满足一些进一步的定量条件，即所谓“工作点”条件。

NPN电路：

共射组态，可以粗略理解为把VE当作“固定”参考点，通过控制VB来控制VBE（VBE=VB-VE），从而控制IB，并进一步控制IC（从电位更高的地方流进C极，你也可以把C极看作朝上的进水的漏斗）。

共基组态，可以理解为把VB当作固定参考点，通过控制VE来控制VBE （VBE=VB-VE），从而控制IB，并进一步控制IC。

如果所需的输出信号不是电流形式，而是电压形式，这时就在 C 极加一个电阻RC，把IC 变成电压IC*RC。但为满足VC>VE，RC 另一端不接地，而接正电源。

而且纯粹从BJT本身角度，而不考虑输入信号从哪里来，共射组态和共基组态其实很相似，反正都是控制VBE，只不过一个“固定” VE，改变VB，一个固定VB，改变VE。

对于共射组态，没有“固定参考点”了，可以理解为利用VBE随IC或IE变化较小的特性，使得不论输出电流IE怎么变化（当然也有个限度），VE基本上始终跟随VB变化（VE=VB-VBE），VB升高，VE也升高，VB降低，VE也降低，这就是电压跟随器的名称的由来。

PNP电路跟NPN是对称的，例如：

共射组态，可以粗略理解为把VE当作“固定”参考点，通过控制VB来控制VEB（VEB=VE-VB），从而控制IB，并进一步控制IC（从C极流向电位更低的地方，你也可以把C极看作朝下的出水管）。

共基组态，可以理解为把VB当作固定参考点，通过控制VE来控制VEB （VEB=VE-VB），从而控制IB，并进一步控制IC。

上面所有的VE的“固定”二字都加了引号。因为E点有时是串联负反馈的引入点，这时VE也是变化的，但这个变化是反馈信号，即由VB变化这个因造成的果。

附件：全系列三极管应用参数

名称封装极性功能耐压电流功率频率配对管

D633 28 NPN 音频功放开关100V 7A 40W 达林顿

9013 21 NPN 低频放大50V 0.5A 0.625W 9012

9014 21 NPN 低噪放大50V 0.1A 0.4W 150HMZ 9015

9015 21 PNP 低噪放大50V 0.1A 0.4W 150MHZ 9014

9018 21 NPN 高频放大30V 0.05A 0.4W 1000MHZ

8050 21 NPN 高频放大40V 1.5A 1W 100MHZ 8550

8550 21 PNP 高频放大40V 1.5A 1W 100MHZ 8050

2N2222 21 NPN 通用60V 0.8A 0.5W 25／200NS

2N2369 4A NPN 开关40V 0.5A 0.3W 800MHZ

2N2907 4A NPN 通用60V 0.6A 0.4W 26／70NS

2N3055 12 NPN 功率放大100V 15A 115W MJ2955

2N3440 6 NPN 视放开关450V 1A 1W 15MHZ 2N6609

2N3773 12 NPN 音频功放开关160V 16A 50W

2N3904 21E NPN 通用60V 0.2A

2N2906 21C PNP 通用40V 0.2A

2N2222A 21铁NPN 高频放大75V 0.6A 0.625W 300MHZ

2N6718 21铁NPN 音频功放开关100V 2A 2W

2N5401 21 PNP 视频放大160V 0.6A 0.625W 100MHZ 2N5551

2N5551 21 NPN 视频放大160V 0.6A 0.625W 100MHZ 2N5401

2N5685 12 NPN 音频功放开关60V 50A 300W

2N6277 12 NPN 功放开关180V 50A 250W

9012 21 PNP 低频放大50V 0.5A 0.625W 9013

2N6678 12 NPN 音频功放开关650V 15A 175W 15MHZ