三极管查看源代码讨论查看历史

三极管

三极管
原图链接图片来源于007商务站网

三极管，全称应为半导体三极管，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。

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结把整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。

基本介绍

原图链接图片来源于深圳洪德胜电子网

中文名 ：三极管

外文名： Bipolar Junction Transistor

别名 ：晶体三极管

发明时间 ：1947年

材   料 ：半导体

作用：实现电流放大功能 、控制电路

文字符号：NPN和PNP

发展历史

1947年12月23日，美国新泽西州墨累山的贝尔实验室里，3位科学家——巴丁博士、布莱顿博士和肖克莱博士在紧张而又有条不紊地做着实验。他们在导体电路中正在进行用半导体晶体把声音信号放大的实验。3位科学家惊奇地发现，在他们发明的器件中通过的一部分微量电流，竟然可以控制另一部分流过的大得多的电流，因而产生了放大效应。这个器件，就是在科技史上具有划时代意义的成果——晶体管。因它是在圣诞节前夕发明的，而且对人们未来的生活发生如此巨大的影响，所以被称为“献给世界的圣诞节礼物”。这3位科学家因此共同荣获了1956年诺贝尔物理学奖。

新研究发现，在晶体管电子流出端的衬底外，沉积一层对应材料，能形成一个半导体致冷P-N结构，因为N材料的电子能级低，P材料的电子能级高，当电子流过时，需要从衬底吸入热量，这就为晶体管核心散热提供一个很好的途径。因为带走的热量会与电流的大小成正比例，业内也称形象地把这个称为“电子血液”散热技术。根据添加新材料的极性位置不同，新的致冷三极管分别叫做N-PNP或NPN-P。

晶体管促进并带来了“固态革命”，进而推动了全球范围内的半导体电子工业。作为主要部件，它及时、普遍地首先在通讯工具方面得到应用，并产生了巨大的经济效益。由于晶体管彻底改变了电子线路的结构，集成电路以及大规模集成电路应运而生，这样制造像高速电子计算机之类的高精密装置就变成了现实。

基本结构

原图链接图片来源于接线图分享网

晶体三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，排列方式有PNP和NPN两种。半导体三极管，也称为晶体管，它是由三层半导体制成的两个PN结组成。从三块半导体上各引出一根导线是晶体管的三个电极，它们分别叫做发射极e，基极b和集电极c。每块对应的半导体称为发射区，基区和集电区。

发射区和集电区均为N型半导体，不同的是，发射区比集电区掺入的杂质多，在几何尺寸上，集电区的面积要远比发射区的大。而基区在发射区和集电区之间。

发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电结。基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里；NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。

产品分类

原图链接图片来源于中科商务网

1.按材质分: 硅管、锗管

2.按结构分: NPN 、 PNP

3.按功能分: 开关管、功率管、达林顿管、光敏管等.

4. 按功率分：小功率管、中功率管、大功率管

5.按工作频率分：低频管、高频管、超频管

6.按结构工艺分：合金管、平面管

7.按安装方式:插件三极管、贴片三极管

产品参数

原图链接图片来源于中国66电子网

1、特征频率

当f= fT时，三极管完全失去电流放大功能。如果工作频率大于fT,电路将不正常工作。fT称作增益带宽积，即fT=βfo。若已知当前三极管的工作频率fo以及高频电流放大倍数，便可得出特征频率fT。随着工作频率的升高，放大倍数会下降．fT也可以定义为β=1时的频率．

2、电压/电流

用这个参数可以指定该管的电压电流使用范围。

3、电流放大倍数hFE

4、集电极发射极反向击穿电压,表示临界饱和时的饱和电压VCEO。

5、最大允许耗散功率PCM。

管型和管脚判断

目测法

管型的判别

一般管型是NPN还是PNP应从管壳上标注的型号来辨别。依照部颁标准，三极管型号的第二位（字母），A、C表示PNP管，B、D表示NPN管。

例如：3AX 为PNP型低频小功率管 3BX 为NPN型低频小功率管

3CG 为PNP型高频小功率管 3DG 为NPN型高频小功率管

3AD 为PNP型低频大功率管 3DD 为NPN型低频大功率管

3CA 为PNP型高频大功率管 3DA 为NPN型高频大功率管

此外有国际流行的9011 ~ 9018系列高频小功率管，除9012和9015为PNP管外，其余均为NPN型管。

用万用表电阻档判别

原图链接图片来源于慧聪网

三极管内部有两个PN结，可用万用表电阻档分辨e、b、c三个极。在型号标注模糊的情况下，也可用此法判别管型。 1、基极的判别

判别管极时应首先确认基极。对于NPN管，用黑表笔接假定的基极，用红表笔分别接触另外两个极，若测得电阻都小，约为几百欧~几千欧；而将黑、红两表笔对调，测得电阻均较大，在几百千欧以上，此时黑表笔接的就是基极。PNP管，情况正相反，测量时两个PN结都正偏的情况下，红表笔接基极。 实际上，小功率管的基极一般排列在三个管脚的中间，可用上述方法，分别将黑、红表笔接基极，既可测定三极管的两个PN结是否完好（与二极管PN结的测量方法一样），又可确认管型。

2、 集电极和发射极的判别

确定基极后，假设余下管脚之一为集电极c，另一为发射极e，用手指分别捏住c极与b极（即用手指代替基极电阻Rb）。同时，将万用表两表笔分别与c、e接触，若被测管为NPN，则用黑表笔接触c极、用红表笔接e极（PNP管相反），观察指针偏转角度；然后再设另一管脚为c极，重复以上过程，比较两次测量指针的偏转角度，大的一次表明IC大，管子处于放大状态，相应假设的c、e极正确。

元件的作用

晶体三极管具有电流放大作用，其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。这是三极管最基本的和最重要的特性。我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数，用符号“β”表示。电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值，但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。

工作状态

原图链接图片来源于生活知识网

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。

三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制（假设电源 能够提供给集电极足够大的电流的话），并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变 化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数（β一般远大于1，例如几十，几百）。

如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射 极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。

饱和导通

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。

根据三极管工作时各个电极的电位高低，就能判别三极管的工作状态，因此，电子维修人员在维修过程中，经常要拿多用电表测量三极管各脚的电压，从而判别三极管的工作情况和工作状态。

产品命名

原图链接图片来源于搜狗网

国产三极管的型号命名由五部分组成。

第一部分用数字“3”表示主称和三极管。

第二部分用字母表示三极管的材料和极性。

第三部分用字母表示三极管的类别。

第四部分用数字表示同一类型产品的序号。

第五部分用字母表示规格号。

国产三极管 命名方式 例：3DD21

一、“3”表示三极管

二、“D”表示材料及导电类型

A： PNP 锗管、B： NPN 锗管、C： PNP 硅管、D： NPN 硅管 　　 三、“D”表示性能参数

X： 低频小功率  、G： 高频小功率、D： 低频大功率、A： 高频大功率、K： 开关管

四、“21”表示产品序号

相关视频

1、三极管测量

三极管测量

2、《三极管工作原理》微课

《三极管工作原理》微课