通俗易懂的三极管工作原理

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三极管的工作原理

三极管的工作原理

三极管的工作原理引言概述:三极管是一种重要的电子元件,广泛应用于各种电子设备中。

它的工作原理是基于PN结的导电性能和控制电流的特性。

本文将详细介绍三极管的工作原理,匡助读者更好地理解这一电子元件的运作机制。

一、PN结的形成1.1 PN结的概念:PN结是由P型半导体和N型半导体直接接触形成的结构。

1.2 PN结的电性:PN结的两侧形成电场,使得P区和N区的电子和空穴在结附近被吸引,形成电势垒。

1.3 PN结的导电性:当PN结处于正向偏置时,电子从N区向P区挪移,空穴从P区向N区挪移,导致PN结导通。

二、三极管的结构2.1 三极管的构造:三极管由三个掺杂不同的半导体层组成,分别是发射极、基极和集电极。

2.2 三极管的符号表示:三极管的符号表示为一个箭头指向基极,箭头指向基极的一侧是发射极,另一侧是集电极。

2.3 三极管的工作方式:三极管通过控制基极电流来控制集电极和发射极之间的电流。

三、三极管的工作原理3.1 放大作用:当基极电流增加时,集电极和发射极之间的电流也增加,实现信号的放大。

3.2 开关作用:三极管可以被用作开关,当基极电流为零时,三极管处于截止状态,不导通;当基极电流增加时,三极管处于饱和状态,导通。

3.3 稳压作用:三极管可以用作稳压器,通过控制基极电流来实现对电路中电压的稳定。

四、三极管的应用领域4.1 放大器:三极管广泛应用于放大电路中,如音频放大器、射频放大器等。

4.2 开关:三极管可用作开关,控制电路的通断,如数字电路、计算机内部电路等。

4.3 稳压器:三极管可以用作稳压器,保护电路中的其他元件不受过高电压的影响。

五、三极管的发展趋势5.1 集成化:随着技术的不断进步,三极管正向着微型化、集成化的方向发展,以适应电子设备的小型化趋势。

5.2 高频化:三极管的工作频率不断提高,适合于更高频率的应用领域,如通信领域。

5.3 多功能化:未来的三极管可能会具有更多的功能,不仅可以实现放大、开关、稳压等功能,还可能具有更多的应用场景。

三极管原理全总结

三极管原理全总结

三极管原理全总结三极管是一种深具影响力的半导体电子器件,广泛应用于电子电路中的放大、开关和稳压等功能。

下面是对三极管原理的全面总结:一、三极管的基本结构三极管由三个掺杂不同材料的半导体层片组成,分别是发射区、基区和集电区。

发射区和集电区分别是n型和p型半导体,基区是p型半导体。

发射区和集电区之间通过基区相互连接。

二、三极管的工作原理1.放大作用:当输入信号施加在三极管的基极上时,如果正相输入,即基极向正偏压施加,会使得基区内的少数载流子浓度增加,这样会缩小基区的电阻,使得大量的电子从发射极注入到基区中,即电流通过三极管的基极。

2.输出作用:当三极管的发射极和集电极之间施加正向电压时,集电极上会有较大的电压和电流输出,且集电电流与发射电流间存在放大比例。

三、三极管的工作模式1.放大模式:当发射极到基极的电压为正时,三极管处于放大工作模式。

此时,基极电压和基极电流间的关系为非线性关系,输出电流的变化可配合输入信号进行放大。

2.饱和模式:当发射极到基极的电压为负且发射电流很小时,三极管处于饱和工作模式。

此时,输出电流取决于输入电流,而与输出电压无关。

3.截止模式:当发射极到基极的电压为负且发射电流为零时,三极管处于截止工作模式。

此时,输出电流和输出电压均为零。

四、三极管动态特性1.转输特性:描述了三极管的输入电流和输出电流之间的关系,即输出电流与输入电流之间的比例。

2.频率特性:三极管的频率响应以及对不同频率信号的放大程度。

三极管的频率特性随着频率的增大而降低,一般需要根据需要选择合适的三极管型号。

3.非线性失真:三极管在放大信号时,存在一定程度上的非线性失真。

当输入信号的幅度过大时,输出信号的波形可能会失真。

4.温度特性:三极管的性能受温度的影响较大。

一般情况下,温度越高,三极管的放大能力越差。

五、三极管的应用1.放大器:三极管的放大功能使其广泛应用于各种放大器电路中,如音频放大器、功率放大器等。

2.开关:通过控制输入信号的使能,利用三极管的饱和和截止特性,实现信号转换和开关操作。

三极管npn工作原理

三极管npn工作原理

三极管npn工作原理
三极管(NPN型)是一种常见的电子器件,其工作原理如下:
1. 构造:NPN型三极管由两个P型半导体和一个N型半导体
构成,中间的N型半导体称为基极(B),两侧的P型半导体
分别称为发射极(E)和集电极(C)。

发射极和集电极之间
的区域称为发射结,而基极和发射结之间的区域称为基结。

2. 基本原理:当在基极-发射结之间施加正向电压(正极连接
在发射极,负极连接在基极)时,发射结处于导通状态,电流可以流动。

而当基极-发射结之间施加反向电压时,发射结处
于截止状态,电流不流动。

3. 放大功能:三极管的一大特点是可以对输入信号进行放大,即小信号输入可以得到较大的输出信号。

具体来说,当Vbe (基极-发射极间电压)大于某一临界电压时,三极管开始工作,此时B极电流增大,将影响B极与C极之间的电流流动,进而导致C极电流增大。

这种作用可实现信号的放大。

4. 开关作用:当三极管处于工作状态时,可用作开关。

当Vbe 小于截止电压时,三极管处于截止状态,导通电流极小;而当Vbe大于临界电压时,三极管处于饱和状态,导通电流较大。

因此,可以利用三极管的开关作用来控制其它电路的通断。

需要注意的是,以上是简单的描述,而实际的三极管工作涉及更复杂的电流流动和电场效应。

不同的三极管具有不同的参数
和性能,所以在实际应用中,需要根据具体的工作要求进行选择。

三极管原理通俗

三极管原理通俗

三极管原理通俗
三极管原理通俗易谨的说法是,它像一个水坝,有两个阀门。

小阀门受大阀门控制。

当小阀门开启一点点水流
就缓缓流下:如果小阀门开大一点,水流就变得汹涌;:如果小阀门关上了,水就不会流动了。

三极管放大电路的基本构成:
1.发射区向基区注入电子:当基极电压大于发射极电压时,基极电源将电子从发射区吸引到基区,当基极电流增大时,基区的电子数量增多,电子从发射区向基区的注入量也增大。

2.电子在基区扩散和复合:进入基区的电子在靠近基极的区域会扩散开来,并有可能与集电极附近的空六复合。

3.集电极收集电子:随若基极电流的增大,进入基区的电子数量增多,但只有很少一部分电子能够到达集电极。

当基极电流增大到一定程度时,集电极的电压增大到足以将扩散到集电区的电子吸引到集电极。

4.输出信号:当集电极收集到电子后,集电极的电位降低,产生输出信号。

输出信号的大小取决于基极电流的大小和比例常数。

5.反馈作用:当三极管放大电路的输出信号对输入信号产生影响时,就称为反馈作用。

反馈作用可以使电路的增益减小或使电路的输出波形失真。

总之。

三极管是一种电流控制元件,可以通过控制其电流大小来实现对电路的控制和调节作用。

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三极管工作原理

三极管工作原理

通俗易懂的三极管工作原理三极管, 原理, 通俗易懂通俗易懂的三极管工作原理理解三极管的工作原理首先从以下两个方面来认识:其一、制造工艺上的两个特点:(1)基区的宽度做的非常薄;(2)发射区掺杂浓度高。

其二、三极管工作必要条件是(a)在B极和E极之间施加正向电压(此电压的大小不能超过1V);(b)在C极和E极之间施加反向电压;(c) 如要取得输出必须加负载电阻。

当三极管满足必要的工作条件后,其工作原理如下:(1)基极有电流流动时。

由于B极和E极之间有正向电压,所以电子从发射极向基极移动,又因为C极和E极间施加了反向电压,因此,从发射极向基极移动的电子,在高电压的作用下,通过基极进入集电极。

于是,在基极所加的正电压的作用下,发射极的大量电子被输送到集电极,产生很大的集电极电流。

(2)基极无电流流动时。

在B极和E极之间不能施加电压的状态时,由于C极和E极间施加了反向电压,所以集电极的电子受电源正电压吸引而在C极和E极之间产生空间电荷区,阻碍了从发射极向集电极的电子流动,因而就没有集电极电流产生。

综上所述,在晶体三极管中很小的基极电流可以导致很大的集电极电流,这就是三极管的电流放大作用。

此外,三极管还能通过基极电流来控制集电极电流的导通和截止,这就是三极管的开关作用(开关特性)。

参见晶体三极管特性曲线 5.2图所示:晶体三极管共发射极放大原理如下图所示:A、vt是一个npn型三极管画外音:我们可以用水龙头与闸门放水的关系,来想象或者说是理解三极管的放大原理。

其示意图如下图2-20 所示图2-20 三极管放大原理参考示意图①如图2.20 (a)所示:当发射结无电压或施加电压在门限电压以下,相当于闸门关紧时,水未从水龙头底部通过水嘴流出来。

此时,ec 之间电阻值无穷大,ec 之间的电流处于截止状态,或者说是开关的OFF 状态。

②如图 2.20 ( b )所示:当对发射结施加电压在门限电压范围时(以硅管0.7V 左右为例),相当于闸门松动一点点,从水龙头底部通过水嘴流出的水成滴答状态。

三极管工作原理简述

三极管工作原理简述

三极管工作原理简述三极管,也叫做晶体三极管,是一种半导体器件,是现代电子学中使用最广泛的元件之一。

三极管的工作原理是在两个PN结之间加入一个控制电极,控制电极可以通过控制电压来控制器件的电流。

我们来了解一下PN结。

PN结是由P型半导体和N型半导体组成的结。

P型半导体中含有大量的空穴,而N型半导体中含有大量的电子。

当P型半导体和N型半导体连接时,空穴和电子会相互扩散。

这种扩散会导致PN结形成一个电场,这个电场可以阻挡电子和空穴的进入,因此PN结中只有极少数的电子和空穴。

三极管由三个掺杂不同的半导体区组成:发射极、基极和集电极。

发射极和集电极都是N型半导体,而基极是P型半导体。

发射极和集电极之间形成一个PN结,而发射极和基极之间也形成一个PN 结。

当三极管中的电压和电流满足一定的条件时,PN结中的电子和空穴会被注入到基极中。

这些电子和空穴在基极中会以不同的方式重新组合。

如果基极与发射极之间的电压大于PN结的阈值电压,电子就会从基极流入发射极。

这个过程被称为“注入”。

当电子从基极流入发射极时,会形成一个电流,这个电流被称为“发射极电流”。

发射极电流可以被控制,因为我们可以通过控制基极与发射极之间的电压来控制电子的注入量。

当基极与发射极之间的电压增加时,发射极电流也会增加。

如果我们将基极与集电极之间的电压保持在一个较低的水平,发射极电流就会流入集电极,形成一个“集电极电流”。

由于集电极电流的大小取决于发射极电流的大小,因此我们可以通过控制基极与发射极之间的电压来控制集电极电流的大小。

三极管的工作原理可以被看作是一个控制电流的过程。

通过控制基极与发射极之间的电压来控制发射极电流的大小,从而控制集电极电流的大小。

三极管被广泛应用于放大信号和开关电路中,是电子学中不可或缺的元件之一。

一文彻底读懂三极管的工作原理,最通俗的解释,看完就明白了!

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三极管有三个工作状态;截止、放大、饱和;放大状态很有学问也很复杂,多用于集成芯片,比如运放,现在不讨论;其实对信号的放大我们通常用运放处理。

三极管更多的是做一个开关管来使用,且只有截止、饱和两个状态。

截止状态看作是“关”,饱和状态看作是“开”,Ib≥1mA时,完全可以保证三极管工作在饱和状态,对于小功率的三极管此时Ic为几十到几百mA,驱动继电器、蜂鸣器等功率器件绰绰有余。

把三极管箭头理解成一个开关,如图1为NPN型三极管,按下开关S1,约1mA的Ib 流过箭头,箭尾比箭头电压高0.6V~0.7V(钳位电压),三极管工作在饱和状态,c极到e极完全导通,c极电平接近0V(GND);负载RL两端压降接近5V。

Ib与Ic电流都流入e极,根据电流方向,e极为低电平,应接地,c极接负载和电源。

如图2为PNP型三极管,按下开关S2,约1mA的Ib流过箭头,箭尾比箭头电压高0.6V~0.7V(钳位电压),三极管工作在饱和状态,e极到c极完全导通,c极电平接近5V;负载RL两端压降接近5V。

Ib与Ic电流都流出e极,根据电流方向,e极为高电平,应接电源,c极接负载和地。

如图3,对于NPN三极管,更应该在b极加一个下拉电阻(2~10k),一是为了保证b、e极间电容加速放电,加快三极管截止;二是为了保证给三极管b极一个已知逻辑状态,防止控制输入端悬空或高阻态时对三极管工作状态的不确定。

如图4,对于PNP三极管,更应该在b极加一个上拉电阻(2~10k),原理同上。

如图4和图5,对于感性负载,必须在负载两端并一个反向的续流二极管;三极管在关断时,线圈会自感产生很高的反向电动势,而续流二极管提供的续流通路,同时钳位反向电动势。

防止击穿三极管。

续流二极管的选型必须是快恢复二极管或肖特基二极管,两者响应速度快。

如图5,对于某些控制信号为低电平时,可能并不是真正的0V,一般在1V以内,为保证三极管完全截止,不得不在三极管b极加一个反向稳压管或正向二极管,以提高三极管导通的阈值电压(或钳位电压);根据经验,推挽输出的数字信号不用加;OC输出、二极管输出以及延时控制有必要加;通常稳压管正常的工作电流≥1mA。

详解三极管的工作原理

详解三极管的工作原理

一、什么是三极管?三极管全称是“晶体三极管”,也被称作“晶体管”,是一种具有放大功能的半导体器件。

通常指本征半导体三极管,即BJT管。

典型的三极管由三层半导体材料,有助于连接到外部电路并承载电流的端子组成。

施加到晶体管的任何一对端子的电压或电流控制通过另一对端子的电流。

三极管实物图三极管有哪三极?▪基极:用于激活晶体管。

(名字的来源,最早的点接触晶体管有两个点接触放置在基材上,而这种基材形成了底座连接。

)▪集电极:三极管的正极。

(因为收集电荷载体)▪发射极:三极管的负极。

(因为发射电荷载流子)1、三极管的分类三极管的应用十分广泛,种类繁多,分类方式也多种多样。

2、根据结构▪NPN型三极管▪PNP型三极管3、根据功率▪小功率三极管▪中功率三极管▪大功率三极管4、根据工作频率▪低频三极管▪高频三极管5、根据封装形式▪金属封装型▪塑料封装型6、根据PN结材料▪锗三极管▪硅三极管▪除此之外,还有一些专用或特殊三极管二、三极管的工作原理这里主要讲一下PNP和NPN。

1、PNPPNP是一种BJT,其中一种n型材料被引入或放置在两种p型材料之间。

在这样的配置中,设备将控制电流的流动。

PNP晶体管由2个串联的晶体二极管组成。

二极管的右侧和左侧分别称为集电极-基极二极管和发射极-基极二极管。

2、NPNNPN中有一种p 型材料存在于两种n 型材料之间。

NPN晶体管基本上用于将弱信号放大为强信号。

在NPN 晶体管中,电子从发射极区移动到集电极区,从而在晶体管中形成电流。

这种晶体管在电路中被广泛使用。

PNP和NPN 符号图三、三极管的 3 种工作状态分别是截止状态、放大状态、饱和状态。

接下来分享在其他公众号看到的一种通俗易懂的讲法:1、截止状态三极管的截止状态,这应该是比较好理解的,当三极管的发射结反偏,集电结反偏时,三极管就会进入截止状态。

这就相当于一个关紧了的水龙头,水龙头里的水是流不出来的。

三极管工作原理-截止状态截止状态下,三极管各电极的电流几乎为0,集电极和发射极互不相通。

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通俗易懂的三极管工作原理
1、晶体三极管简介。

晶体三极管是p型和n型半导体的有机结合,两个pn结之间的相互影响,使pn结的功能发生了质的飞跃,具有电流放大作用。

晶体三极管按结构粗分有npn 型和pnp型两种类型。

如图2-17所示。

(用Q、VT、PQ表示)
三极管之所以具有电流放大作用,首先,制造工艺上的两个特点:(1)基区的宽度做的非常薄;(2)发射区掺杂浓度高,即发射区与集电区相比具有杂质浓度高出数百倍。

2、晶体三极管的工作原理。

其次,三极管工作必
要条件是(a)在B极和
E极之间施加正向电
压(此电压的大小不能
超过1V);(b)在C极
和E极之间施加反向
电压(此电压应比eb
间电压较高);(c)若
要取得输出必须施加
负载。

图2-17 三极管的构造示意图
最后,当三极管满足必要的工作条件后,其工作原理如下:
(1) 基极有电流流动时。

由于B极和E极之间有正向电压,所以电子从发射极向基极移动,又因为C极和E极间施加了反向电压,因此,从发射极向基极移动的电子,在高电压的作用下,通过基极进入集电极。

于是,在基极所加的正电压的作用下,发射极的大量电子被输送到集电极,产生很大的集电极电流。

(2)基极无电流流动时。

在B极和E极之间不能施加电压的状态时,由于C极和E极间施加了反向电压,所以集电极的
电子受电源正电压吸引而在C极和
E极之间产生空间电荷区,阻碍了
从发射极向集电极的电子流动,因
而就没有集电极电流产生。

综上所述,在晶体三极管中
很小的基极电流可以导致很大的
集电极电流,这就是三极管的电
流放大作用。

此外,三极管还能通
过基极电流来控制集电极电流的导
通和截止,这就是三极管的开关作图2-18 晶体三极管特性曲线
用(开关特性)。

参见晶体三极管特性曲线2-18图所示:
3、晶体三极管共发射极放大原理如下图所示:
A、vt是一个npn型三极管,起放大作用。

B、ecc 集电极回路电源(集电结反
偏)为输出信号提供能量。

C、rc 是集电极直流负载电阻,可
以把电流的变化量转化成电压的变
化量反映在输出端。

D、基极电源ebb和基极电阻rb,
一方面为发射结提供正向偏置电压,
同时也决定了基极电流ib.
图2-19 共射极基本放大电路 E、cl、c2作用是隔直流通交流偶合电容。

F、rl是交流负载等效电阻。

交流通路:ui正端-cl-vtb-vtc-c2-rl-ui负端。

(1)在日常使用中采用两组电源不便,可用一组供电。

(2)为简化电路,用“UCC”的端点和“地”表示直流电源。

(3)把输入信号电压、输出信号电压和直流电源的公共端点称为“地”并用符号“丄”
表示,以地端作零电位参考。

画外音:我们可以用水龙头与闸门放水的关系,来想象或者说是理解三极管的放大原理。

其示意图如下图2-20 所示:
图2-20 三极管放大原理参考示意图
①如图2.20 (a)所示:当发射结无电压或施加电压在门限电压以下,相当于闸门关紧时,水未从水龙头底部通过水嘴流出来。

此时,ec 之间电阻值无穷大,ec 之间的电流处于截止状态,或者说是开关的OFF 状态。

图2-20 三极管放大原理参考示意图
②如图2.20 ( b )所示:当对发射结施加电压在门限电压范围时(以硅管0.7V 左右为例),相当于闸门松动一点点,从水龙头底部通过水嘴流出的水成滴答状态。

此时,ec 之间的电阻值也下降了一点点。

图2-20 三极管放大原理参考示意图
③如图2.20 ( c )所示:当对发射结施加电压在0.8V 时,相当于闸门已打开三分之一的状态时,水龙头底部已经可以有三分之一的水通过水嘴流出来了,此时,ec 之间的电阻值也下降了三分之一,ec 之间的电流处于调控或者说是放大状态。

图2-20 三极管放大原理参考示意图
④如图2.20 ( d )所示:当对发射结施加电压在0.9V 时,相当于闸门已打开三分之二的状态时,水龙头底部已经可以有三分之二的水通过水嘴流出来了,此时,ec 之间的电阻值也下降了三分之二,ec 之间的电流处于调控或者说是放大状态。

图2-20三极管放大原理参考示意图
⑤如图 2.20 ( e )所示:当对发射结施加电压在1V 或者1V 以上时,相当于闸门已完全打开的状态时,水龙头底部所有的水已经可以通过水嘴流出来了,此时,ec 之间的电阻值也下降为“ 0 ”,或者说很小,可以或略不计,ec 之间的电流处于饱和状态,或者说是开关的ON 状态。

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