PNP、NPN原理

一、NPN的原理

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。

二、PNP的原理

PNP三极管则主要是形成空穴电流，是由2块P型半导体中间夹着1块N型半导体所组成的三极管，所以称为PNP型三极管。特点在于发射极电位最高,集电极电位最低。

扩展资料：

PNP型三极管与NPN型三极管区别：

1、2个PN结的方向不一致。PNP电流方向跟NPN的刚好相反，因此发射极上面那个箭头方向也反了过来，变成朝里的了。

2、PNP是共阴极，即两个PN结的N结相连做为基极，另两个P结分别做集电极和发射极；电路图里标示为箭头朝内的三极管。

NPN则相反

参考资料来源：百度百科-PNP型三极管

参考资料来源：百度百科-NPN型三极管

有多种方法可以判定三极管的引脚。

三极管，也称半导体三极管，双极型晶体管、晶体三极管，是一种控制电流的半导体器件·。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号， 也用作无触点开关。晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。

晶体三极管，它是由2块N型（或P型）半导体中间夹着一块P型（或N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 （Emitter）、基极b (Base)和集电极c (Collector)。（如图）

对与分辨三极管的三根引脚可以有多种方法。比较常见的有：

1、仪器测量：功能齐全的晶体管测试仪可以分辨管脚的属性，并给出特性参数；

2、标记法：三极管上通常有厂家做的标记。例如：特定的排列方式、标记号，不同管脚长度等。对于熟悉型号的三极管，可以很快分辨出管脚属性；

3、根据特性进行测试：这是检维修或DIY一些小制作时用得最多的一种方法。具体做法分两步：

　1）辨认基极和三极管类型。根据上图中（a），（b）两种三极管示意图右侧的二极管等效图，用测量二极管的方法判断三极管类型和基极；

　2）辨认发射极和集电极。（参见下图）以NPN晶体管为例。

用万用表电阻档连接已识别出的 b 以外的两极。分别用手同时捏住其中一极和 b。注意 b 不要碰到表笔。此时和 e 同时捏住后表现电阻值较小的一极是 c ，和 b 同时捏住后表现电阻值较大的一极是 e。

要注意的是，不同类型的万用表，其电阻档表笔所带的电压极性有所不同（下图中标的是正电和负电端，而不是表笔极性）。一般的机械万用表负笔是正电源，而数字万用表大多数正笔是正电。

此法的测量原理是利用了电阻测量和三极管的特性进行的。万用表测量电阻的方式是给电阻加一电压，根据电流判断阻值，它的读数虽然是电阻的大小，但实际上是经过两个表笔之间的电流大小；而三极管当 c 的电压分流到 b 时，其放大功能起作用形成较大的电流，使电阻读数较小。当 e 的电压分流到 b 时，三极管的放大作用很小，电阻读数较大。

Negative-Positive-Negative (transistor)

一、三极管的电流放大原理

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PNP两种三极管，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。

图1、晶体三极管（NPN）的结构

图一是NPN管的结构图，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，从图可见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。

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，由于发射结正确，发射区的多数载流子（电子）极基区的多数载流子（控穴）很容易地截越过发射结构互相向反方各扩散，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Ie。

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重新补纪念给，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：β--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。

二、三极管的特性曲线

1、输入特性

图2 （b)是三极管的输入特性曲线，它表示Ib随Ube的变化关系，其特点是：1）当Uce在0-2伏范围内，曲线位置和形状与Uce 有关，但当Uce高于2伏后，曲线Uce基本无关通常输入特性由两条曲线（Ⅰ和Ⅱ）表示即可。

2）当Ube＜UbeR时，Ib≈O称（0～UbeR)的区段为“死区”当Ube＞UbeR时，Ib随Ube增加而增加，放大时，三极管工作在较直线的区段。

3）三极管输入电阻，定义为:

rbe=(△Ube/△Ib)Q点，其估算公式为：

rbe=rb+(β+1)(26毫伏/Ie毫伏）

rb为三极管的基区电阻，对低频小功率管，rb约为300欧。

2、输出特性

输出特性表示Ic随Uce的变化关系（以Ib为参数）从图2（C）所示的输出特性可见，它分为三个区域：截止区、放大区和饱和区。

截止区 当Ube＜0时，则Ib≈0，发射区没有电子注入基区，但由于分子的热运动，集电集仍有小量电流通过，即Ic=Iceo称为穿透电流，常温时Iceo约为几微安，锗管约为几十微安至几百微安，它与集电极反向电流Icbo的关系是：

Icbo=(1+β)Icbo

常温时硅管的Icbo小于1微安，锗管的Icbo约为10微安，对于锗管，温度每升高12℃，Icbo数值增加一倍，而对于硅管温度每升高8℃，Icbo数值增大一倍，虽然硅管的Icbo随温度变化更剧烈，但由于锗管的Icbo值本身比硅管大，所以锗管仍然受温度影响较严重的管，放大区，当晶体三极管发射结处于正偏而集电结于反偏工作时，Ic随Ib近似作线性变化，放大区是三极管工作在放大状态的区域。

饱和区 当发射结和集电结均处于正偏状态时，Ic基本上不随Ib而变化，失去了放大功能。根据三极管发射结和集电结偏置情况，可能判别其工作状态。

图2、三极管的输入特性与输出特性

截止区和饱和区是三极管工作在开关状态的区域，三极管和导通时，工作点落在饱和区，三极管截止时，工作点落在截止区。

三、三极管的主要参数

1、直流参数

（1）集电极一基极反向饱和电流Icbo，发射极开路（Ie=0)时，基极和集电极之间加上规定的反向电压Vcb时的集电极反向电流，它只与温度有关，在一定温度下是个常数，所以称为集电极一基极的反向饱和电流。良好的三极管，Icbo很小，小功率锗管的Icbo约为1～10微安，大功率锗管的Icbo可达数毫安，而硅管的Icbo则非常小，是毫微安级。

（2）集电极一发射极反向电流Iceo(穿透电流）基极开路（Ib=0）时，集电极和发射极之间加上规定反向电压Vce时的集电极电流。Iceo大约是Icbo的β倍即Iceo=(1+β)Icbo o Icbo和Iceo受温度影响极大，它们是衡量管子热稳定性的重要参数，其值越小，性能越稳定，小功率锗管的Iceo比硅管大。

（3）发射极---基极反向电流Iebo 集电极开路时，在发射极与基极之间加上规定的反向电压时发射极的电流，它实际上是发射结的反向饱和电流。

（4）直流电流放大系数β1（或hEF） 这是指共发射接法，没有交流信号输入时，集电极输出的直流电流与基极输入的直流电流的比值，即：

β1=Ic/Ib

2、交流参数

（1）交流电流放大系数β（或hfe） 这是指共发射极接法，集电极输出电流的变化量△Ic与基极输入电流的变化量△Ib之比，即：

β= △Ic/△Ib

一般晶体管的β大约在10-200之间，如果β太小，电流放大作用差，如果β太大，电流放大作用虽然大，但性能往往不稳定。

（2）共基极交流放大系数α（或hfb） 这是指共基接法时，集电极输出电流的变化是△Ic与发射极电流的变化量△Ie之比，即：

α=△Ic/△Ie

因为△Ic＜△Ie，故α＜1。高频三极管的α＞0.90就可以使用

α与β之间的关系：

α= β/（1+β）

β= α/（1-α）≈1/（1-α）

（3）截止频率fβ、fα 当β下降到低频时0.707倍的频率，就是共发射极的截止频率fβ；当α下降到低频时的0.707倍的频率，就是共基极的截止频率fαo fβ、fα是表明管子频率特性的重要参数，它们之间的关系为：

fβ≈（1-α）fα

（4）特征频率fT因为频率f上升时，β就下降，当β下降到1时，对应的fT是全面地反映晶体管的高频放大性能的重要参数。

3、极限参数

（1）集电极最大允许电流ICM 当集电极电流Ic增加到某一数值，引起β值下降到额定值的2/3或1/2，这时的Ic值称为ICM。所以当Ic超过ICM时，虽然不致使管子损坏，但β值显著下降，影响放大质量。

（2）集电极----基极击穿电压BVCBO 当发射极开路时，集电结的反向击穿电压称为BVEBO。

（3）发射极-----基极反向击穿电压BVEBO 当集电极开路时，发射结的反向击穿电压称为BVEBO。

（4）集电极-----发射极击穿电压BVCEO 当基极开路时，加在集电极和发射极之间的最大允许电压，使用时如果Vce＞BVceo，管子就会被击穿。

（5）集电极最大允许耗散功率PCM 集电流过Ic，温度要升高，管子因受热而引起参数的变化不超过允许值时的最大集电极耗散功率称为PCM。管子实际的耗散功率于集电极直流电压和电流的乘积，即Pc=Uce×Ic.使用时庆使Pc＜PCM。

PCM与散热条件有关，增加散热片可提高PCM。

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