三極管定義

　　三極管，全稱應(yīng)為半導(dǎo)體三極管，也稱雙極型晶體管、晶體三極管，是一種控制電流的半導(dǎo)體器件其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號， 也用作無觸點(diǎn)開關(guān)。晶體三極管，是半導(dǎo)體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個(gè)相距很近的PN結(jié)，兩個(gè)PN結(jié)把整塊半導(dǎo)體分成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，排列方式有PNP和NPN兩種。

　　三極管參數(shù)

　　特征頻率fT：

　　當(dāng)f= fT時(shí)，三極管完全失去電流放大功能。如果工作頻率大于fT，電路將不正常工作.fT稱作增益帶寬積，即fT=βfo。若已知當(dāng)前三極管的工作頻率fo以及高頻電流放大倍數(shù)，便可得出特征頻率fT。隨著工作頻率的升高，放大倍數(shù)會(huì)下降．fT也可以定義為β=1時(shí)的頻率．

　　電壓/電流

　　用這個(gè)參數(shù)可以指定該管的電壓電流使用范圍。

　　hFE

　　電流放大倍數(shù)。

　　VCEO

　　集電極發(fā)射極反向擊穿電壓，表示臨界飽和時(shí)的飽和電壓。

　　PCM

　　最大允許耗散功率。

　　封裝形式指定該管的外觀形狀，如果其它參數(shù)都正確，封裝不同將導(dǎo)致組件無法在電路板上實(shí)現(xiàn)。

　　三極管結(jié)構(gòu)與原理：

　　三極管的基本結(jié)構(gòu)是兩個(gè)反向連結(jié)的pn接面，如圖1所示，可有pnp和npn兩種組合。三個(gè)接出來的端點(diǎn)依序稱為射極（emitter， E）、基極（base， B）和集極（collector， C），名稱來源和它們在三極管操作時(shí)的功能有關(guān)。圖中也顯示出npn與pnp三極管的電路符號，射極特別被標(biāo)出，箭號所指的極為n型半導(dǎo)體，和二極體的符號一致。在沒接外加偏壓時(shí)，兩個(gè)pn接面都會(huì)形成耗盡區(qū)，將中性的p型區(qū)和n型區(qū)隔開。

　　圖1 pnp（a）與npn（b）三極管的結(jié)構(gòu)示意圖與電路符號

　　三極管的電特性和兩個(gè)pn接面的偏壓有關(guān)，工作區(qū)間也依偏壓方式來分類，這里我們先討論最常用的所謂”正向活性區(qū)”（forward active），在此區(qū)EB極間的pn接面維持在正向偏壓，而BC極間的pn接面則在反向偏壓，通常用作放大器的三極管都以此方式偏壓。圖2（a）為一pnp三極管在此偏壓區(qū)的示意圖。 EB接面的空乏區(qū)由于在正向偏壓會(huì)變窄，載體看到的位障變小，射極的電洞會(huì)注入到基極，基極的電子也會(huì)注入到射極；而BC接面的耗盡區(qū)則會(huì)變寬，載體看到的位障變大，故本身是不導(dǎo)通的。圖2（b）畫的是沒外加偏壓，和偏壓在正向活性區(qū)兩種情形下，電洞和電子的電位能的分布圖。

　　三極管和兩個(gè)反向相接的pn二極管有什么差別呢？其間最大的不同部分就在于三極管的兩個(gè)接面相當(dāng)接近。以上述之偏壓在正向活性區(qū)之pnp三極管為例，射極的電洞注入基極的n型中性區(qū)，馬上被多數(shù)載體電子包圍遮蔽，然后朝集電極方向擴(kuò)散，同時(shí)也被電子復(fù)合。當(dāng)沒有被復(fù)合的電洞到達(dá)BC接面的耗盡區(qū)時(shí)，會(huì)被此區(qū)內(nèi)的電場加速掃入集電極，電洞在集電極中為多數(shù)載體，很快藉由漂移電流到達(dá)連結(jié)外部的歐姆接點(diǎn)，形成集電極電流IC。 IC的大小和BC間反向偏壓的大小關(guān)系不大。基極外部僅需提供與注入電洞復(fù)合部分的電子流IBrec，與由基極注入射極的電子流InB？ E（這部分是三極管作用不需要的部分）。 InB？ E在射極與與電洞復(fù)合，即InB？ E=IErec。pnp三極管在正向活性區(qū)時(shí)主要的電流種類可以清楚地在圖3（a）中看出。

　　圖2 （a）一pnp三極管偏壓在正向活性區(qū)；（b）沒外加偏壓，和偏壓在正向活性區(qū)兩種情形下，電洞和電子的電位能的分布圖比較。

　　圖3 （a） pnp三極管在正向活性區(qū)時(shí)主要的電流種類；（b）電洞電位能分布及注入的情形；（c）電子的電位能分布及注入的情形。

　　一般三極管設(shè)計(jì)時(shí)，射極的摻雜濃度較基極的高許多，如此由射極注入基極 的射極主要載體電洞（也就是基極的少數(shù)載體）IpE？ B電流會(huì)比由基極注入射極 的載體電子電流InB？ E大很多，三極管的效益比較高。圖3（b）和（c）個(gè)別畫出電洞 和電子的電位能分布及載體注入的情形。同時(shí)如果基極中性區(qū)的寬度WB愈窄， 電洞通過基極的時(shí)間愈短，被多數(shù)載體電子復(fù)合的機(jī)率愈低，到達(dá)集電極的有效電 洞流IpE？ C愈大，基極必須提供的復(fù)合電子流也降低，三極管的效益也就愈高。 集電極的摻雜通常最低，如此可增大CB極的崩潰電壓，并減小BC間反向偏壓的 pn接面的反向飽和電流，這里我們忽略這個(gè)反向飽和電流。 由圖4（a），我們可以把各種電流的關(guān)系寫下來： 射極電流 基極電流 集電極電流。