三极管说明书
发布人:系统管理员  发布时间:2014-04-02   浏览次数:24

三极管

概述: 
        三极管通常也称双极型晶体管(BJT),简称晶体管或三极管。三极管在电路中常用字母T来表示。因三极管内部的两个PN结相互影响,使三极管呈现出单个PN结所没有的电流放大的功能,开拓了PN结应用的新领域,促进了电子技术的发展。它的主要的应用是用作电流放大和开关。还能够做成一些可独立使用的两端或三端器件,把三极管的集电极断路和把集电极和基极短路可作为二极管来使用。
技术参数:
a. 特征频率fT: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.
b. 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.
c. hFE:电流放大倍数.
d. VCEO:集电极发射极反向击穿电压,表示临界饱和时的饱和电压.
e. PCM:最大允许耗散功率.
f. 封装形式:指定该管的外观形状,如果其它参数都正确,封装不同将导致组件无法在电路板上实现.
工作原理:
       晶体三极管(以下简称三极管)按材料分有两种:锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式,但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管,(其中,N表示在高纯度硅中加入磷,是指取代一些硅原子,在电压刺激下产生自由电子导电,而p是加入硼取代硅,产生大量空穴利于导电)。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。
对于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c。
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,由于发射结正偏,发射区的多数载流子(电子)及基区的多数载流子(空穴)很容易地越过发射结互相向对方扩散,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了。
       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:β1--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。
三极管放大时管子内部的工作原理
1、发射区向基区发射电子
       电源Ub经过电阻Rb加在发射结上,发射结正偏,发射区的多数载流子(自由电子)不断地越过发射结进入基区,形成发射极电流Ie。同时基区多数载流子也向发射区扩散,但由于多数载流子浓度远低于发射区载流子浓度,可以不考虑这个电流,因此可以认为发射结主要是电子流。
2、基区中电子的扩散与复合
       电子进入基区后,先在靠近发射结的附近密集,渐渐形成电子浓度差,在浓度差的作用下,促使电子流在基区中向集电结扩散,被集电结电场拉入集电区形成集电极电流Ic。也有很小一部分电子(因为基区很薄)与基区的空穴复合,扩散的电子流与复合电子流之比例决定了三极管的放大能力。
3、集电区收集电子
       由于集电结外加反向电压很大,这个反向电压产生的电场力将阻止集电区电子向基区扩散,同时将扩散到集电结附近的电子拉入集电区从而形成集电极主电流Icn。另外集电区的少数载流子(空穴)也会产生漂移运动,流向基区形成反向饱和电流,用Icbo来表示,其数值很小,但对温度却异常敏感。
使用方法:
半导体三极管除了构成放大器和作开关元件使用外,还能够做成一些可独立使用的两端或三端器件。 
 1扩流 
        把一只小功率可控硅和一只大功率三极管组合,就可得到一只大功率可控硅,其最大输出电流由大功率三极管的特性决定,利用三极管的电流放大作用,将电容容量扩大若干倍。这种等效电容和一般电容器一样,可浮置工作,适用于在长延时电路中作定时电容。用稳压二极管构成的稳压电路虽具有简单、元件少、制作经济方便的优点,但由于稳压二极管稳定电流一般只有数十毫安,因而决定了它只能用在负载电流不太大的场合。     
2代换 
         两只三极管串联可直接代换调光台灯中的双向触发二极管,还可以代替稳压管。
3模拟 
        用三极管够成的电路还可以模拟其它元器件,用三极管可模拟大功率可变电阻,还可模拟稳压管,稳压原理是:当加到 A 、 B 两端的输入电压上升时,因三极管的 B 、 E 结压降基本不变,故 R2 两端压降上升,经过 R2 的电流上升,三极管发射结正偏增强,其导通性也增强, C 、 E 极间呈现的等效电阻减小,压降降低,从而使 AB 端的输入电压下降。调节 R2 即可调节此模拟稳压管的稳压值。
4作二极管用 

        把三极管的集电极断路和把集电极和基极短路而当做二极管使用,把集电极断路,基极与发射极间电流很小,需要加限流电阻使用。把集电极和基极短路,则可以通过大电流,因为集电极和发射极能够通过的电流较大。

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