三極管全稱應為半導體三極管,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,也用作無觸點開關。
三極管是半導體基本元器件之一,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體基片上制作兩個相距很近的PN結,兩個PN結把整塊半導體分成三部分,中間部分是基區,兩側部分是發射區和集電區,排列方式有PNP和NPN兩種。
三極管的使用:
選用晶體管一要符合設備及電路的要求,二要符合節約的原則。根據用途的不同,一般應考慮以下幾個因素:工作頻率、集電極電流、耗散功率、電流放大系數、反向擊穿電壓、穩定性及飽和壓降等。這些因素又具有相互制約的關系,在選管時應抓住主要矛盾,兼顧次要因素。
低頻管的特征頻率fT一般在2.5MHz以下,而高頻管的fT都從幾十兆赫到幾百兆赫甚至更高。選管時應使fT為工作頻率的3~10倍。原則上講,高頻管可以代換低頻管,但是高頻管的功率一般都比較小,動態范圍窄,在代換時應注意功率條件。
一般希望β選大一些,但也不是越大越好。β太高了容易引起自激振蕩,何況一般β高的管子工作多不穩定,受溫度影響大。通常β多選40~100之間,但低噪聲高β值的管子(如1815、9011~9015等),β值達數百時溫度穩定性仍較好。另外,對整個電路來說還應該從各級的配合來選擇β。例如前級用β高的,后級就可以用β較低的管子;反之,前級用β較低的,后級就可以用β較高的管子。
集電極-發射極反向擊穿電壓UCEO應選得大于電源電壓。穿透電流越小,對溫度的穩定性越好。普通硅管的穩定性比鍺管好得多,但普通硅管的飽和壓降較鍺管為大,在某些電路中會影響電路的性能,應根據電路的具體情況選用,選用晶體管的耗散功率時應根據不同電路的要求留有一定的余量。
對高頻放大、中頻放大、振蕩器等電路用的晶體管,應選用特征頻率fT高、極間電容較小的晶體管,以保證在高頻情況下仍有較高的功率增益和穩定性
三極管放大原理:
1、發射區向基區發射電子
電源Ub經過電阻Rb加在發射結上,發射結正偏,發射區的多數載流子(自由電子)不斷地越過發射結進入基區,形成發射極電流Ie。同時基區多數載流子也向發射區擴散,但由于多數載流子濃度遠低于發射區載流子濃度,可以不考慮這個電流,因此可以認為發射結主要是電子流。
2、基區中電子的擴散與復合
電子進入基區后,先在靠近發射結的附近密集,漸漸形成電子濃度差,在濃度差的作用下,促使電子流在基區中向集電結擴散,被集電結電場拉入集電區形成集電極電流Ic。也有很小一部分電子(因為基區很薄)與基區的空穴復合,擴散的電子流與復合電子流之比例決定了三極管的放大能力。
3、集電區收集電子
由于集電結外加反向電壓很大,這個反向電壓產生的電場力將阻止集電區電子向基區擴散,同時將擴散到集電結附近的電子拉入集電區從而形成集電極主電流Icn。
另外集電區的少數載流子(空穴)也會產生漂移運動,流向基區形成反向飽和電流,用Icbo來表示,其數值很小,但對溫度卻異常敏7a64e78988e69d8331333431356633感。