三極管的類型和結(jié)構(gòu)原理圖

　　目前，國內(nèi)各種類型的晶體三極管有許多種，管腳的排列不盡相同，在使用中不確定管腳排列的三極管，必須進(jìn)行測(cè)量確定各管腳正確的位置，或查找晶體管使用手冊(cè)，明確三極管的特性及相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)和資料。

　　晶體三極管的電流放大作用

　　晶體三極管具有電流放大作用，其實(shí)質(zhì)是三極管能以基極電流微小的變化量來控制集電極電流較大的變化量。這是三極管最基本的和最重要的特性。我們將ΔIc/ΔIb的比值稱為晶體三極管的電流放大倍數(shù)，用符號(hào)“β”表示。電流放大倍數(shù)對(duì)于某一只三極管來說是一個(gè)定值，但隨著三極管工作時(shí)基極電流的變化也會(huì)有一定的改變。

　　晶體三極管的三種工作狀態(tài)

　　截止?fàn)顟B(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓小于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，基極電流為零，集電極電流和發(fā)射極電流都為零，三極管這時(shí)失去了電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的斷開狀態(tài)，我們稱三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。

　　放大狀態(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，并處于某一恰當(dāng)?shù)闹禃r(shí)，三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，這時(shí)基極電流對(duì)集電極電流起著控制作用，使三極管具有電流放大作用，其電流放大倍數(shù)β＝ΔIc/ΔIb，這時(shí)三極管處放大狀態(tài)。

　　飽和導(dǎo)通狀態(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，并當(dāng)基極電流增大到一定程度時(shí)，集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是處于某一定值附近不怎么變化，這時(shí)三極管失去電流放大作用，集電極與發(fā)射極之間的電壓很小，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)。三極管的這種狀態(tài)我們稱之為飽和導(dǎo)通狀態(tài)。

　　根據(jù)三極管工作時(shí)各個(gè)電極的電位高低，就能判別三極管的工作狀態(tài)，因此，電子維修人員在維修過程中，經(jīng)常要拿多用電表測(cè)量三極管各腳的電壓，從而判別三極管的工作情況和工作狀態(tài)。

　　使用多用電表檢測(cè)三極管

　　三極管基極的判別：根據(jù)三極管的結(jié)構(gòu)示意圖，我們知道三極管的基極是三極管中兩個(gè)PN結(jié)的公共極，因此，在判別三極管的基極時(shí)，只要找出兩個(gè)PN結(jié)的公共極，即為三極管的基極。具體方法是將多用電表調(diào)至電阻擋的R×1k擋，先用紅表筆放在三極管的一只腳上，用黑表筆去碰三極管的另兩只腳，如果兩次全通，則紅表筆所放的腳就是三極管的基極。如果一次沒找到，則紅表筆換到三極管的另一個(gè)腳，再測(cè)兩次；如還沒找到，則紅表筆再換一下，再測(cè)兩次。如果還沒找到，則改用黑表筆放在三極管的一個(gè)腳上，用紅表筆去測(cè)兩次看是否全通，若一次沒成功再換。這樣最多沒量12次，總可以找到基極。

　　三極管類型的判別： 三極管只有兩種類型，即PNP型和NPN型。判別時(shí)只要知道基極是P型材料還N型材料即可。當(dāng)用多用電表R×1k擋時(shí)，黑表筆代表電源正極，如果黑表筆接基極時(shí)導(dǎo)通，則說明三極管的基極為P型材料，三極管即為NPN型。如果紅表筆接基極導(dǎo)通，則說明三極管基極為N型材料，三極管即為PNP型。

　　三極管的基本放大電路

　　基本放大電路是放大電路中最基本的結(jié)構(gòu)，是構(gòu)成復(fù)雜放大電路的基本單元。它利用雙極型半導(dǎo)體三極管輸入電流控制輸出電流的特性，或場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體三極管輸入電壓控制輸出電流的特性，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大。本章基本放大電路的知識(shí)是進(jìn)一步學(xué)習(xí)電子技術(shù)的重要基礎(chǔ)。

基本放大電路一般是指由一個(gè)三極管或場(chǎng)效應(yīng)管組成的放大電路。從電路的角度來看，可以將基本放大電路看成一個(gè)雙端口網(wǎng)絡(luò)。放大的作用體現(xiàn)在如下方面：

　　1．放大電路主要利用三極管或場(chǎng)效應(yīng)管的控制作用放大微弱信號(hào)，輸出信號(hào)在電壓或電流的幅度上得到了放大，輸出信號(hào)的能量得到了加強(qiáng)。

　　2．輸出信號(hào)的能量實(shí)際上是由直流電源提供的，只是經(jīng)過三極管的控制，使之轉(zhuǎn)換成信號(hào)能量，提供給負(fù)載。

　　共射組態(tài)基本放大電路的組成

　　共射組態(tài)基本放大電路是輸入信號(hào)加在加在基極和發(fā)射極之間，耦合電容器C1和Ce視為對(duì)交流信號(hào)短路。輸出信號(hào)從集電極對(duì)地取出，經(jīng)耦合電容器C2隔除直流量，僅將交流信號(hào)加到負(fù)載電阻RL之上。放大電路的共射組態(tài)實(shí)際上是指放大電路中的三極管是共射組態(tài)。

　　在輸入信號(hào)為零時(shí)，直流電源通過各偏置電阻為三極管提供直流的基極電流和直流集電極電流，并在三極管的三個(gè)極間形成一定的直流電壓。由于耦合電容的隔直流作用，直流電壓無法到達(dá)放大電路的輸入端和輸出端。

　　當(dāng)輸入交流信號(hào)通過耦合電容C1和Ce加在三極管的發(fā)射結(jié)上時(shí)，發(fā)射結(jié)上的電壓變成交、直流的疊加。放大電路中信號(hào)的情況比較復(fù)雜，各信號(hào)的符號(hào)規(guī)定如下：由于三極管的電流放大作用，ic要比ib大幾十倍，一般來說，只要電路參數(shù)設(shè)置合適，輸出電壓可以比輸入電壓高許多倍。uCE中的交流量 有一部分經(jīng)過耦合電容到達(dá)負(fù)載電阻，形成輸出電壓。完成電路的放大作用。

　　由此可見，放大電路中三極管集電極的直流信號(hào)不隨輸入信號(hào)而改變，而交流信號(hào)隨輸入信號(hào)發(fā)生變化。在放大過程中，集電極交流信號(hào)是疊加在直流信號(hào)上的，經(jīng)過耦合電容，從輸出端提取的只是交流信號(hào)。因此，在分析放大電路時(shí)，可以采用將交、直流信號(hào)分開的辦法，可以分成直流通路和交流通路來分析。

　　放大電路的組成原則：

　　1．保證放大電路的核心器件三極管工作在放大狀態(tài)，即有合適的偏置。也就是說發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。

　　2．輸入回路的設(shè)置應(yīng)當(dāng)使輸入信號(hào)耦合到三極管的輸入電極，形成變化的基極電流，從而產(chǎn)生三極管的電流控制關(guān)系，變成集電極電流的變化。

　　3．輸出回路的設(shè)置應(yīng)該保證將三極管放大以后的電流信號(hào)轉(zhuǎn)變成負(fù)載需要的電量形式（輸出電壓或輸出電流）。

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。它最主要的功能是電流放大和開關(guān)作用。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)把正塊半導(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。三極管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，電路符號(hào)如圖2所示。

?

從三個(gè)區(qū)引出相應(yīng)的電極，分別為基極b發(fā)射極e和集電極c。發(fā)射區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)叫發(fā)射結(jié)，集電區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)叫集電極?；鶇^(qū)很薄，而發(fā)射區(qū)較厚，雜質(zhì)濃度大，PNP型三極管發(fā)射區(qū)"發(fā)射"的是空穴，其移動(dòng)方向與電流方向一致，故發(fā)射極箭頭向里；NPN型三極管發(fā)射區(qū)"發(fā)射"的是自由電子，其移動(dòng)方向與電流方向相反，故發(fā)射極箭頭向外。發(fā)射極箭頭向外。發(fā)射極箭頭指向也是PN結(jié)在正向電壓下的導(dǎo)通方向。硅晶體三極管和鍺晶體三極管都有PNP型和NPN型兩種類型。

三極管的材料

三極管的材料有鍺材料和硅材料。它們之間最大的差異就是起始電壓不一樣。鍺管PN結(jié)的導(dǎo)通電壓為0.2V左右，而硅管PN結(jié)的導(dǎo)通電壓為0.6～0.7V。在放大電路中如果用同類型的鍺管代換同類型的硅管，或用同類型的硅管代換同類型的鍺管一般是可以的，但都要在基極偏置電壓上進(jìn)行必要的調(diào)整，因?yàn)樗鼈兊钠鹗茧妷翰灰粯?。但在脈沖電路和開關(guān)電路中不同材料的三極管是否能互換必須具體分析，不能盲目代換。

三極管的封裝形式和管腳識(shí)別

常用三極管的封裝形式有金屬封裝和塑料封裝兩大類，引腳的排列方式具有一定的規(guī)律。對(duì)于小功率金屬封裝三極管，底視圖位置放置，使三個(gè)引腳構(gòu)成等腰三角形的頂點(diǎn)上，從左向右依次為e b c；對(duì)于中小功率塑料三極管按圖使其平面朝向自己，三個(gè)引腳朝下放置，則從左到右依次為e b c。

目前，國內(nèi)各種類型的晶體三極管有許多種，管腳的排列不盡相同，在使用中不確定管腳排列的三極管，必須進(jìn)行測(cè)量確定各管腳正確的位置，或查找晶體管使用手冊(cè)，明確三極管的特性及相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)和資料。