三极管是什么

三极管是什么,第1张

半导体三极管又称“晶体三极管”或“晶体管”。在半导体锗或硅的单晶上制备两个能相互影响的PN结,组成一个PNP(或NPN)结构。中间的N区(或P区)叫基区,两边的区域叫发射区和集电区,这三部分各有一条电极引线,分别叫基极B、发射极E和集电极C,是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。

三极管的工作原理 三极管是一种控制元件,主要用来控制电流的大小,以共发射极接法为例(信号从基极输入,从集电极输出,发射极接地),当基极电压UB有一个微小的变化时,基极电流IB也会随之有一小的变化,受基极电流IB的控制,集电极电流IC会有一个很大的变化,基极电流IB越大,集电极电流IC也越大,反之,基极电流越小,集电极电流也越小,即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多,这就是三极管的放大作用。IC 的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数β(β=ΔIC/ΔIB, Δ表示变化量。),三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍。 6AT3v6V @{Hn 三极管在放大信号时,首先要进入导通状态,即要先建立合适的静态工作点,也叫建立偏置,否则会放大失真。4F\+HpV/^ _ C 在三极管的集电极与电源之间接一个电阻,可将电流放大转换成电压放大:当基极电压UB升高时,IB变大,IC也变大,IC 在集电极电阻RC的压降也越大,所以三极管集电极电压UC会降低,且UB越高,UC就越低,ΔUC=ΔUB。

三极管基级与直流电源相连,由直流电源提供功率放大所需的能量。

基级电流很小,但是由它引起的集电极电流变化却很大(主要针对npn管,pnp管放大能力相对弱),至于为什么能使集电极电流变化很大,最好看一下晶体管原理对晶体管内部电流的分析。有图是最好的,否则光靠文字说,不太好理解。

再补充一点,从载流子角度来说,基级电流相当于提供发射极电流在基区复合掉的那部分,而发射极电流在流经基区时,有很少一部分与基区载流子复合(从晶体管结构来说,基区掺杂很低,也就是载流子浓度低,所以复合少),那么也就是说发射极电路损失少,那么基级电流补充的也就少,即基级电流很小。

发射极电流既然大部分都免于复合,那么就到达了集电极,成为集电极电流,这部分相对于复合的部分来说是很大的。这样从外部看,三极管就有了放大作用~

其共同特征就是具有三个电极,这就是“三极管”简称的来历。通俗来讲,三极管内部为由P型半导体和N型半导体组成的三层结构,根据分层次序分为NPN型和PNP型两大类。

上述三层结构即为三极管的三个区, 中间比较薄的一层为基区,另外两层同为N型或P型,其中尺寸相对较小、多数载流子浓度相对较高的一层为发射区,另一层则为集电区。三极管的这种内部结构特点,是三极管能够起放大作用的内部条件。

三个区各自引出三个电极,分别为基极(b) 、发射极(e)和集电极(c)。

三极管的工作原理:三极管,全称为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,是一种电流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。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。三极管具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。

三极管的基本结构是两个反向连结的pn接面,有pnp和npn两种组合。三个接出来的端点依序称为射极(emitter, E)、基极(base, B)和集极(collector,C),名称来源和它们在三极管 *** 作时的功能有关。在没接外加偏压时,两个pn接面都会形成耗尽区,将中性的p型区和n型区隔开。

下图为一pnp三极管在此偏压区的示意图。EB接面的空乏区由于在正向偏压会变窄,载体看到的位障变小,射极的电洞会注入到基极,基极的电子也会注入到射极而BC接面的耗尽区则会变宽,载体看到的位障变大,故本身是不导通的。没外加偏压,和偏压在正向活性区两种情形下,电洞和电子的电位能的分布图(见下图)。

三极管和两个反向相接的pn二极管最大的不同部分就在于三极管的两个接面相当接近。以上述之偏压在正向活性区之pnp三极管为例,射极的电洞注入基极的n型中性区,马上被多数载体电子包围遮蔽,然后朝集电极方向扩散,同时也被电子复合。当没有被复合的电洞到达BC接面的耗尽区时,会被此区内的电场加速扫入集电极,电洞在集电极中为多数载体,很快藉由漂移电流到达连结外部的欧姆接点,形成集电极电流IC。


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