晶體三極管

　　晶體三極管由兩個PN結組成，PN結的正向電阻很小，反向電阻很大

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，根據三個電極之間的電阻關系，可以確定三極管的基極。 　　由于三極管的發射結與集電結的結構上的差別，當把集電極當發射極使用時，其電流放大系數β值較小，反之β值較大。在確定基極后，比較三極管的β值大小，可以確定集電極和發射極。 　　使三極管基極　　晶體三極管（以下簡稱三極管）按材料分有兩種：鍺管和硅管。而每一

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種又有NPN和PNP兩種結構形式，但使用最多的是硅NPN和PNP兩種三極管，兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的，下面僅介紹NPN硅管的電流放大原理。 　　NPN管它是由2塊N型半導體中間夾著一塊P型半導體所組成，發射區與基區之間形成的PN結稱為發射結，而集電區與基區形成的PN結稱為集電結，三條引線分別稱為發射極e、基極b和集電極。當b點電位高于e點電位零點幾伏時，發射結處于正偏狀態，而C點電位高于b點電位幾伏時，集電結處于反偏狀態，集電極電源Ec要高于基極電源Ebo。 　　在制造三極管時，有意識地使發射區的　　三極管是一種控制元件，主要用來控制電流的大小，以共發射極接法為例（信號從基極輸入，從集電極輸出，發射極接地），當基極電壓UB有一個微小的

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變化時，基極電流IB也會隨之有一小的變化，受基極電流IB的控制，集電極電流IC會有一個很大的變化，基極電流IB越大，集電極電流IC也越大，反之，基極電流越小，集電極電流也越小，即基極電流控制集電極電流的變化。但是集電極電流的變化比基極電流的變化大得多，這就是三極管的放大作用。IC 的變化量與IB變化量之比叫做三極管的放大倍數β（β=ΔIC/ΔIB, Δ表示變化量。），三極管的放大倍數β一般在幾十到幾百倍。 　　三極管在放大信號時，首先要進入導通狀態，即要先建立合適的靜態工作點，也叫建立偏置 ，否則會放大失真。 　　在三極管的集電極與電源之間接一個電阻，可將電流放大轉換成電壓放大：當基極電壓UB升高時，IB變大，IC也變大，IC 在集電極電阻RC的壓降也越大，所以三極管集電極電壓UC會降低，且UB越高，UC就越低，ΔUC=ΔUB。　　（1）集電極一基極反向飽和電流Icbo，發射極開路（Ie=

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0)時，基極和集電極之間加上規定的反向電壓Vcb時的集電極反向電流，它只與溫度有關，在一定溫度下是個常數，所以稱為集電極一基極的反向飽和電流。良好的三極管，Icbo很小，小功率鍺管的Icbo約為1～10微安，大功率鍺管的Icbo可達數毫安，而硅管的Icbo則非常小，是毫微安級。 　　（2）集電極一發射極反向電流Iceo(穿透電流）基極開路（Ib=0）時，集電極和發射極之間加上規定反向電壓Vce時的集電極電流。Iceo大約是Icbo的β倍即Iceo=(1+β)IcbooIcbo和Iceo受溫度影響極大，它們是衡量管子熱穩定性的重要參數，其值越小，性能越穩定，小功率鍺管的Iceo比硅管大。 　　（3）發射極---基極反向電流Iebo集電極開路時，在發射極與基極之間加上規定的反向電壓時發射極的電流，它實際上是發射結的反向飽和電流。 　　（4）　　（1）交流電流放大系數β（或hfe）這是指共發射極接法，集電極輸出電流的變化量△Ic與基極輸入電流的變化量△Ib之比，即：β=△Ic/△Ib一般晶體管的β大約在10-200之間，如果β太小，電流放大作用差，如果β太大，電流放大作用雖然大，但性能往往不穩定。 　　（2）共基極交流放大系數α（或hfb）這是指共基接法時，集電極輸出電流的變化是△Ic與發射極電流的變化量△Ie之比，即：α=△Ic/△Ie因為△Ic<△Ie，故α<

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1。高頻三極管的α>0.90就可以使用α與β之間的關系：α=β/（1+β）β=α/（1-α）≈1/（1-α） 　　（3）截止頻率fβ、fα當β下降到低頻時0.707倍的頻率，就是共發射極的截止頻率fβ；當α下降到低頻時的0.707倍的頻率，就是共基極的截止頻率fαofβ、fα是表明管子頻率特性的重要參數，它們之間的關系為：fβ≈（1-α）fα 　　（4）　　（1）集電極最大允許電流ICM當集電極電流Ic增加到某一數值，引起β值下降到額定值的2/3或1/2，這時的Ic值稱為ICM。所以當Ic超過ICM時，雖然不致使管子損壞，

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但β值顯著下降，影響放大質量。 　　（2）集電極----基極擊穿電壓BVCBO當發射極開路時，集電結的反向擊穿電壓稱為BVEBO。 　　（3）發射極-----基極反向擊穿電壓BVEBO當集電極開路時，發射結的反向擊穿電壓稱為BVEBO。 　　（4）集電極-----發射極擊穿電壓BVCEO當基極開路時，加在集電極和發射極之間的最大允許電壓，使用時如果Vce>BVceo，管子就會被擊穿。 　　（5）集電極最大允許耗散功率PCM集電流過Ic，溫度要升高，管子因受熱而引起參數的變化不超過允許值時的最大集電極耗散功率稱為PCM。管子實際的耗散功率于集電極直流電壓和電流的乘積，即Pc=Uce×Ic.使用時慶使Pc當Uce高于2伏后，曲線Uce基本無關通常輸入特性由兩條曲線（Ⅰ和Ⅱ）表示即可。 　　2）當Ube<UbeR時，Ib≈O稱（0～UbeR)的區段為“死區”當Ube>UbeR時，Ib隨Ube增加而增加，放大時，三極管工作在較直線的區段。 　　3）三極管　　輸出特性表示Ic隨Uce的變化關系（以Ib為參數），它分為三個區域：截止區、放大區和飽和區。截止區當Ube<0時，則Ib≈0，發射區沒有電子注入基區，但由于分子的熱運動，集電集仍有小量電流通過，即Ic=Iceo稱為穿透電流，常溫時Iceo約為幾微安，鍺管約為幾十微安至幾百微安，它與集電極反向電流Icbo的關系是：Iceo=(1+β)Icbo常溫時硅管的Icbo小于1微安，鍺管的Icb