三极管工作原理详解

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三极管，又称为双极结型晶体管（bipolar junction transistor, BJT）。
广义上，三极管有多种，常见如下图所示 。

狭义上，三极管指双极型三极管，是最基础最通用的三极管。
# c0 _4 S- W7 f' A: n本文所述的是狭义三极管，它有很多别称：

" B& a. _/ C! K8 r/ ^

三极管的发明

晶体三极管出现之前是真空电子三极管在电子电路中以放大、开关功能控制电流。
真空电子管存在笨重、耗能、反应慢等缺点。
; _1 k" @: a6 W二战时，军事上急切需要一种稳定可靠、快速灵敏的电信号放大元件，研究成果在二战结束后获得。
7 e: ?8 P6 m0 F- ]6 }& b7 F早期，由于锗晶体较易获得，主要研制应用的是锗晶体三极管。硅晶体出现后，由于硅管生产工艺很高效，锗管逐渐被淘汰。
经半个世纪的发展，三极管种类繁多，形貌各异。
小功率三极管一般为塑料包封；
$ b& ?5 S  z0 c7 j: d9 s大功率三极管一般为金属铁壳包封.

三极管核心结构

三极管是两个背对背的PN结组成，可以是NPN组合，也或以是PNP组合，内部发射区高掺杂，基区很薄，集电结面积大。

三极管结构示意图：

三极管核心功能

放大功能：小电流微量变化，在大电流上放大表现出来；

开关功能：以小电流控制大电流的通断。

( n0 m+ Y: Z4 \" {+ G

三极管的三个工作状态

三极管是一个以b(基极)电流Ib 来驱动流过CE 的电流Ic 的器件，它的工作原理很像一个可控制的阀门；三极管的工作状态有四个，放大、截止、饱和、倒置。

  R# G+ k4 T, r% f

1 m0 ^/ Z! Y$ p) \2 d

集/基/射电流关系：
8 [& }9 U$ a5 a3 @2 P6 oIE = IB + IC
( q' `* P' Y0 |IC = β * IB
" x' v2 _% K9 k: i9 u如果 IB = 0, 那么 IE = IC = 0
+ H, f* V( O4 ^6 t(注意：NPN型三极管，电流从基极/集电极流进，发射极流出，即：IE = IB + IC)

" u0 `( D& z0 W. F

当IB=0时, IC→0 ,称为三极管处于截止状态，相当于开关断开;
1 c1 n; k) }6 K* Z  e2 W当IB>0时, IB轻微的变化,会在IC上以几十甚至百多倍放大表现出来;
当IB很大时，IC变得很大，不能继续随IB的增大而增大，三极管失去放大功能，表现为开关导通。

集/基/射电压关系：

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工作状态发射结电压Ube集电结电压Ubc
放大
% `; P7 q; c2 s# v, ^) w( w5 L. r正 偏反 偏
: f. `. A4 a. j5 }截 止反 向反 向
饱 和正 向正 向
倒 置反 向
4 Q/ ]! m5 g2 a' y1 d5 q6 i+ c
" E& F/ [- M! I5 h5 c# P# x4 X
: W# Y) y6 C5 e; z: O1 E正 向
3 P$ d# \6 H8 C! c- z8 ^  I

9 h5 }3 W  {- a5 e9 v+ i: B! }: H( _
- r/ l9 F  b0 y, r2 u/ Y/ ^& \

注意：
三极管再放大电路中，IC = β * IB， β为放大系数（100~1200），RL为集电极限流电阻，当基极电流再增大时，集电极电流已不会再增大；
. I$ G9 G: F. h; i! u三极管在开关（截止/饱和）电路中，避免IB 电流变得很大，造成前级电路或者是三极管损坏，所以，RB为基极限流电阻。



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starskyuu

学习了，三极管在电路中的主要功能就是放大