三極管的基礎(chǔ)知識及工作原理

半導(dǎo)體三極管也稱為晶體三極管，可以說它是電子電路中最重要的器件。它最主要的功能是電流放大和開關(guān)作用。三極管顧名思義具有三個電極。二極管是由一個PN結(jié)構(gòu)成的，而三極管由兩個PN結(jié)構(gòu)成，共用的一個電極成為三極管的基極（用字母b表示）。其他的兩個電極成為集電極（用字母c表示）和發(fā)射極（用字母e表示）。由于不同的組合方式，形成了一種是NPN型的三極管，另一種是PNP型的三極管。

三極管的種類很多，并且不同型號各有不同的用途。三極管大都是塑料封裝或金屬封裝，常見三極管的外觀如圖，大的很大，小的很小。三極管的電路符號有兩種：有一個箭頭的電極是發(fā)射極，箭頭朝外的是NPN型三極管，而箭頭朝內(nèi)的是PNP型。實際上箭頭所指的方向是電流的方向。

　　電子制作中常用的三極管有9 0× ×系列，包括低頻小功率硅管9013（NPN）、9012（PNP），低噪聲管9014（NPN），高頻小功率管9018（NPN）等。它們的型號一般都標(biāo)在塑殼上，而樣子都一樣，都是TO-92標(biāo)準(zhǔn)封裝。在老式的電子產(chǎn)品中還能見到3DG6（低頻小功率硅管）、3AX31 （低頻小功率鍺管）等，它們的型號也都印在金屬的外殼上。我國生產(chǎn)的晶體管有一套命名規(guī)則，電子愛好者最好還是了解一下：

　　第一部分的3表示為三極管。第二部分表示器件的材料和結(jié)構(gòu)，A： PNP型鍺材料 B： NPN型鍺材料 C： PNP型硅材料 D： NPN型硅材料第三部分表竟δ埽琔：光電管 K：開關(guān)管 X：低頻小功率管 G：高頻小功率管 D：低頻大功率管 A：高頻大功率管。另外，3DJ型為場效應(yīng)管，BT打頭的表示半導(dǎo)體特殊元件。

　　三極管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的電信號變成一定強(qiáng)度的信號，當(dāng)然這種轉(zhuǎn)換仍然遵循能量守恒，它只是把電源的能量轉(zhuǎn)換成信號的能量罷了。三極管有一個重要參數(shù)就是電流放大系數(shù)β。當(dāng)

　　三極管的基極上加一個微小的電流時，在集電極上可以得到一個是注入電流β倍的電流，即集電極電流。集電極電流隨基極電流的變化而變化，并且基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化，這就是三極管的放大作用。

　　三極管還可以作電子開關(guān)，配合其它元件還可以構(gòu)成振蕩器。

　　半導(dǎo)體三極管除了構(gòu)成放大器和作開關(guān)元件使用外，還能夠做成一些可獨立使用的兩端或三端器件

　　1. 擴(kuò)流。

　　把一只小功率可控硅和一只大功率三極管組合，就可得到一只大功率可控硅，其最大輸出電流由大功率三極管的特性決定，見附圖 1 。圖 2 為電容容量擴(kuò)大電路。利用三極管的電流放大作用，將電容容量擴(kuò)大若干倍。這種等效電容和一般電容器一樣，可浮置工作，適用于在長延時電路中作定時電容。用穩(wěn)壓二極管構(gòu)成的穩(wěn)壓電路雖具有簡單、元件少、制作經(jīng)濟(jì)方便的優(yōu)點，但由于穩(wěn)壓二極管穩(wěn)定電流一般只有數(shù)十毫安，因而決定了它只能用在負(fù)載電流不太大的場合。圖 3 可使原穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電流及動態(tài)電阻范圍得到較大的擴(kuò)展，穩(wěn)定性能可得到較大的改善。

　　2. 代換。

　　圖 4 中的兩只三極管串聯(lián)可直接代換調(diào)光臺燈中的雙向觸發(fā)二極管；圖 5 中的三極管可代用 8V 左右的穩(wěn)壓管。圖 6 中的三極管可代用 30V 左右的穩(wěn)壓管。上述應(yīng)用時，三極管的基極均不使用。

　　3.模擬。

　　用三極管夠成的電路還可以模擬其它元器件。大功率可變電阻價貴難覓，用圖 7 電路可作模擬品，調(diào)節(jié) 510 電阻的阻值，即可調(diào)節(jié)三極管 C 、 E 兩極之間的阻抗，此阻抗變化即可代替可變電阻使用。圖 8 為用三極管模擬的穩(wěn)壓管。其穩(wěn)壓原理是：當(dāng)加到 A 、 B 兩端的輸入電壓上升時，因三極管的 B 、 E 結(jié)壓降基本不變，故 R2 兩端壓降上升，經(jīng)過 R2 的電流上升，三極管發(fā)射結(jié)正偏增強(qiáng)，其導(dǎo)通性也增強(qiáng)， C 、 E 極間呈現(xiàn)的等效電阻減小，壓降降低，從而使 AB 端的輸入電壓下降。調(diào)節(jié) R2 即可調(diào)節(jié)此模擬穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值，等效為
　