三极管的结构及工作原理
三极管的特征
三极管的特征三极管是一种常用的电子元件，具有许多独特的特征和功能。
本文将详细介绍三极管的特征，包括三极管的结构、工作原理和应用领域。
一、结构特征三极管由三个不同类型的半导体材料（N型、P型或P型、N型）组成，通常被称为发射极、基极和集电极。
这三个区域分别构成了三极管的结构，决定了其特性。
二、工作原理三极管的工作原理基于PN结的导电性。
当三极管的基极-发射极结正向偏置时，发射极和基极之间形成一个正向偏压，从而形成了一个导通通道。
这时，集电极和基极之间的结反向偏置，集电极基本上不导电。
当基极电流增加时，发射极电流也会相应增加。
三、特性1. 放大功能：三极管是一种双极型放大器件，可以将微弱的信号放大为较大的信号。
通过控制输入信号的大小，可以实现放大倍数的调节。
2. 开关功能：三极管可以作为电子开关使用。
当三极管处于截止状态时，集电极和基极之间的电流非常小；当三极管处于饱和状态时，集电极和基极之间的电流较大。
通过控制输入信号的大小，可以控制三极管的导通与截止，实现开关的功能。
3. 高频特性：三极管具有良好的高频特性，可以在射频和微波领域中使用。
由于其短开关时间和高频特性，三极管在无线电通信、雷达和卫星通信等领域中得到广泛应用。
4. 可控性：通过调节基极电流，可以精确地控制三极管的放大倍数和工作状态。
这使得三极管成为电路设计中的重要元件，可用于各种应用中。
四、应用领域1. 放大器：三极管可以用作放大器，将微弱的信号放大为较大的信号。
在音频放大器、射频放大器和功率放大器等领域中广泛应用。
2. 开关：三极管的开关功能使其在数字电子电路中得到广泛应用。
例如，在计算机内存、逻辑门和计数器等电路中使用。
3. 振荡器：三极管可以作为振荡器的关键元件，产生稳定的振荡信号。
在无线电、通信和计算机等领域中，振荡器被广泛应用。
4. 放电管：三极管可以用作电子放电管，用于控制和保护电路中的电压和电流。
五、总结三极管是一种重要的电子元件，具有放大、开关、高频特性和可控性等特点。
npn三极管工作原理
npn三极管工作原理一、引言npn三极管是一种广泛使用的电子元件，它具有放大、开关等多种功能。
本文将详细介绍npn三极管的工作原理。
二、npn三极管结构npn三极管由三个掺杂不同类型的半导体材料组成：P型半导体（基区）、N型半导体（发射区）和P型半导体（集电区）。
这种结构使得npn三极管具有两个PN结：发射结和集电结，以及一个PNP结：基结。
三、npn三极管的工作原理当正向偏置发射结时，N型半导体中的自由电子会向前扩散，而P型半导体中的空穴会向后扩散。
这些自由电子和空穴会在基区相遇并重新组合，形成少数载流子。
这些少数载流子会通过集电区到达外部电路，从而形成集电电流IC。
当正向偏置基结时，基区中的空穴会向前扩散，而N型半导体中的自由电子会向后扩散。
这些空穴和自由电子会在发射区相遇并重新组合，形成少数载流子。
这些少数载流子会通过发射区到达外部电路，从而形成发射电流IE。
当集电极与发射极之间的电压为零或负时，npn三极管处于截止状态。
此时，发射区中的自由电子和空穴不会重新组合，也就不会形成少数载流子。
因此，集电区没有电流流过去。
当集电极与发射极之间的电压为正时，npn三极管处于放大状态。
此时，由于正向偏置基结和发射结，少数载流子会产生，并通过集电区到达外部电路。
这些少数载流子可以被放大并控制。
四、npn三极管的特性1. 放大特性：npn三极管可以将小信号放大成较大信号。
2. 开关特性：npn三极管可以用作开关，在截止状态和饱和状态之间切换。
3. 稳定性：npn三极管具有较好的温度稳定性和工作点稳定性。
五、应用领域npn三极管广泛应用于各种电子设备中，如放大器、振荡器、开关等。
同时，在数字逻辑门、计算机存储器等领域也有广泛应用。
六、总结本文详细介绍了npn三极管的结构、工作原理、特性和应用领域。
npn三极管是一种重要的电子元件，对于电子工程师来说，掌握其工作原理和应用十分必要。
简述三极管放大的基本原理
简述三极管放大的基本原理
三极管放大是一种常用的电子放大器配置，基于半导体材料制成的三极管被用作放大电路中的核心元件。
其基本原理如下：
1. 三极管的结构：三极管由三个区域构成：发射极、基极和集电极。
发射极主要用于发射电子，基极用于控制电子流，集电极则用于收集电子。
2. 工作方式：通过在发射极-基极电路中施加一个小输入信号，可以改变基极电流。
当基极电流发生变化时，三极管中的电流放大作用会使输出电流比输入电流大得多。
3. 放大原理：当输入信号施加在基极-发射极电路上时，三极管的工作状态将发生变化。
如果输入信号增加，基极电流也会增加，从而导致集电极电流增加。
这会导致集电极电压下降，产生较大幅度的输出信号。
因此，三极管可以将微弱的输入信号放大为较大的输出信号。
4. 放大倍数：三极管放大倍数由其特定的电流放大系数（β值）决定。
β值越大，放大倍数越高。
总结起来，三极管的放大原理基于控制基极电流的方式来实现信号放大。
通过合适的电路设计和合适的工作点设置，可以实现较高的放大倍数和稳定的放大效果。
这使得三极管放大器在各种电子设备中得到广泛应用，例如音频放大器和射频放大器。
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半导体器件，广泛应用于电子电路中。
它是由三个掺杂不同的半导体材料构成的，具有放大、开关等功能。
本文将详细介绍三极管的工作原理。
一、三极管的结构1.1 发射极：发射极是三极管的输入端，负责输入控制信号。
1.2 基极：基极是三极管的控制端，控制电流的流动。
1.3 集电极：集电极是三极管的输出端，负责输出放大后的信号。
二、三极管的工作原理2.1 漏极电压：当基极与发射极之间的电压大于一定阈值时，三极管处于导通状态。
2.2 饱和区和截止区：三极管在饱和区时，电流最大；在截止区时，电流几乎为零。
2.3 放大作用：三极管能够将输入信号放大，并输出到集电极，实现信号放大的功能。
三、三极管的类型3.1 NPN三极管：发射极和集电极之间是N型材料，基极是P型材料。
3.2 PNP三极管：发射极和集电极之间是P型材料，基极是N型材料。
3.3 不同类型的三极管在电路中的应用略有不同，需要根据具体情况选择合适的类型。
四、三极管的应用4.1 放大器：三极管可以作为放大器，将输入信号放大后输出。
4.2 开关：三极管还可以作为开关，控制电路的通断。
4.3 振荡器：三极管还可以组成振荡器，产生高频信号。
五、三极管的特点5.1 小体积：三极管具有小体积、轻量化的特点，适合在各种电子设备中应用。
5.2 高可靠性：三极管具有高可靠性，使用寿命长。
5.3 稳定性好：三极管在一定工作条件下，稳定性较好，能够满足电路的要求。
总结：通过本文的介绍，我们可以了解到三极管的结构、工作原理、类型、应用和特点。
三极管作为一种重要的半导体器件，在电子领域有着广泛的应用，对于我们理解电子电路原理和设计具有重要意义。
三极管开关控制电路原理
三极管开关控制电路原理三极管是一种常用的电子器件，具有放大和开关功能。
在电路设计中，三极管可以作为开关来控制电流的通断，实现各种电子设备的控制和调节。
本文将详细介绍三极管开关控制电路的原理和应用。
一、三极管的基本结构与工作原理三极管由三个区域组成：发射极（Emitter）、基极（Base）和集电极（Collector）。
其中，发射极与基极之间是一个PN结，基极与集电极之间也是一个PN结。
三极管的工作原理是通过控制基极电流的大小，来控制集电极电流的通断。
当基极电流为零时，三极管处于截止状态，集电极电流为零。
当基极电流增大到一定程度时，三极管进入饱和状态，集电极电流达到最大值。
通过改变基极电流的大小，可以控制三极管的工作状态，从而实现电流的通断控制。
二、三极管开关电路的原理三极管开关电路是利用三极管的开关特性来控制电流的通断。
其基本原理是通过输入信号来控制三极管的工作状态，从而控制输出电路的通断。
三极管开关电路通常由三个部分组成：输入电阻、输入信号源和输出负载。
其中，输入电阻用于限制输入电流，输入信号源提供控制信号，输出负载则是被控制的电路。
当输入信号为高电平时，输入电流流经基极，使得三极管进入饱和状态，此时输出负载上有电流通过。
当输入信号为低电平时，输入电流无法流经基极，使得三极管处于截止状态，输出负载上无电流通过。
通过改变输入信号的高低电平，可以控制输出负载电流的通断。
三、三极管开关电路的应用三极管开关电路在电子设备和电路中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用案例：1. 电子开关：三极管开关电路可以用作电子开关，控制各种电器设备的通断。
例如，在自动照明系统中，可以通过光敏电阻感应周围光照强度，当光照不足时，通过三极管开关控制灯泡的通断。
2. 数字逻辑电路：三极管开关电路可以用于构建数字逻辑电路，实现逻辑门的功能。
例如，使用三极管开关电路可以构建与门、或门、非门等逻辑门电路，用于数字信号的处理和逻辑运算。
三极管结构工作原理
三极管结构工作原理
三极管是一种电子元件，它在电路中起着放大、开关、振荡等作用。
它的基本结构和工作原理如下：
三极管由三个半导体组成，包括两个N型和一个P型半导体，中间是P型
半导体，两侧是两个N型半导体。
这个结构形成了两个PN结，即集电极-
基极结和发射极-基极结。
三极管的主要工作原理是，当加在发射极和基极之间的电压超过开启电压时，PN结将产生空穴和电子，这些电子和空穴将在空间电荷区中聚集，形成基
极电流。
由于集电极-基极结正向偏置，大量的电子将从基极注入到集电极，形成集电极电流。
同时，部分电子与集电极中的空穴复合，形成集电极-发
射极电流。
这就是三极管的工作原理。
三极管的工作原理是通过控制基极电流来控制集电极电流和发射极电流，实现电流的放大作用。
在放大电路中，三极管起到了将微弱的电信号放大成较强的信号的作用。
同时，三极管还可以用来实现信号的开关、振荡等操作。
总之，三极管的工作原理是通过控制基极电流来实现集电极电流和发射极电流的控制，从而实现电流的放大作用。
三极管的放大原理
三极管的放大原理三极管是一种常用的电子器件，具有放大、开关等功能。
在各类电子设备中广泛应用，如收音机、电视机、电脑等。
三极管的放大原理是其最基本的功能之一，下面我们来详细了解一下。
一、三极管的基本结构三极管是由三个掺杂不同材料的半导体材料构成，分别是P型半导体、N型半导体和P型半导体。
这三个材料层次排列，形成了三个电极，分别是发射极、基极和集电极。
其中，发射极和集电极之间是PN结，基极和发射极之间是PN结。
当三极管工作时，PN结之间的电子流动产生了电流放大的效果。
二、三极管的工作原理三极管的放大原理是基于其工作状态的变化而实现的。
三极管的工作状态可以分为三种，分别是截止状态、放大状态和饱和状态。
1.截止状态当三极管的基极电压为0V时，三极管处于截止状态。
此时，PN 结之间的电子流动被阻断，三极管的电流为0，不能起到放大的作用。
2.放大状态当三极管的基极电压增加时，PN结之间的电子流动开始出现。
电子从发射极流向基极，再从基极流向集电极，形成了电流放大的效果。
此时，三极管的电流与基极电压之间呈现出一定的线性关系，可以实现电流的放大。
3.饱和状态当三极管的基极电压继续增加时，PN结之间的电子流动达到饱和状态。
此时，三极管的电流已经达到了最大值，不能再进一步放大。
三、三极管的放大系数三极管的放大系数是指输入信号与输出信号之间的比值。
放大系数越大，表示三极管的放大效果越好。
三极管的放大系数可以通过以下公式计算得出：β=Ic/Ib其中，β为三极管的放大系数，Ic为集电极电流，Ib为基极电流。
四、三极管的应用三极管的应用非常广泛，在各类电子设备中都有使用。
其中，最常见的应用就是在放大器电路中。
放大器电路可以将输入信号放大数倍，使其达到更高的电压或电流水平，从而实现更好的输出效果。
除了放大器电路之外，三极管还可以用于开关电路、稳压电路、振荡电路等。
五、三极管的优缺点三极管具有许多优点，如放大效果好、工作稳定、体积小、功耗低等。
PNP三极管工作原理
PNP三极管工作原理概述：PNP三极管是一种常用的电子器件，用于放大和开关电路中。
它由三个掺杂不同材料的半导体层构成，分别是P型基底、N型发射极和P型集电极。
本文将详细介绍PNP三极管的工作原理和其在电路中的应用。
一、PNP三极管的结构：PNP三极管由三个掺杂不同材料的半导体层构成。
P型基底位于中间，两侧分别是N型发射极和P型集电极。
发射极和集电极之间的区域被称为基区。
PNP三极管的结构决定了它的工作原理和性能。
二、PNP三极管的工作原理：1. 静态工作原理：当PNP三极管处于静态工作状态时，发射极和集电极之间没有外加电压，此时处于截止区。
在截止区，发射结和集电结都是反向偏置的，没有电流流过。
基区中的P型材料是负偏置的，将发射结和集电结隔开。
2. 动态工作原理：当在PNP三极管的基极和发射极之间施加一个正向电压时，发射结就会被击穿，电流开始流动。
这个电流被称为基电流（IB）。
基电流的大小决定了三极管的放大倍数。
3. 放大作用：基电流的流入导致发射极电流（IE）增加，进而导致集电极电流（IC）增加。
PNP三极管的放大作用是通过控制基电流来控制集电极电流。
当基电流增加时，集电极电流也随之增加。
这种放大作用使得PNP三极管在放大电路中有广泛的应用。
4. 开关作用：PNP三极管也可以用作开关，用来控制电路的通断。
当基极电流为零时，三极管处于截止状态，电路断开。
当基极电流增加时，三极管进入饱和状态，电路闭合。
这种开关作用使得PNP三极管在数字电路和逻辑电路中得到广泛应用。
三、PNP三极管的应用：1. 放大器电路：PNP三极管常用于放大电路中，如音频放大器、射频放大器等。
通过控制基电流，可以实现信号的放大。
2. 开关电路：PNP三极管的开关特性使得它在数字电路和逻辑电路中得到广泛应用。
它可以用来控制电路的通断，实现逻辑门电路的功能。
3. 恒流源：PNP三极管可以作为恒流源使用。
通过适当的电路连接，可以将其用作稳定的电流源，用于驱动其他电路。
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电子技术基础 主编 吴利斌
1. 发射区向基区扩散电子的过程
由于发射结处正偏，发射区的多数载流子自由电子将不断扩散
到基区，并不断从电源补充进电子，形成发射极电流IE。 2. 电子在基区的扩散和复合过程
由于基区很薄，且多数载流子浓度又很低，所以从发射极扩散过
来的电子只有很少一部分和基区的空穴相复合形成基极电流IB，剩
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三极管的集电极电流IC稍小于IE，但远大于IB，IC与IB的 比值在一定范围内基本保持不变。特别是基极电流有微小 的变化时，集电极电流将发生较大的变化。例如，IB由40 μA增加到50μA时，IC将从3.2mA增大到4mA，即：
IC (4 3.2) 103 80
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第二章：三极管及其基本放大电路
半导体三极管是最重要的半导体器件，是电 子电路中的核心器件，被广泛应用到了各种电子 线路中，是电子线路的灵魂。
本章主要介绍双极性三极管的特点、基本放大电路、 多级放大电路。
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(2) 输出特性曲线 当IB不变时，输出回路中的电流IC与管子输出端电压UCE
之间的关系曲线称为输出特性。
先把IB调到 某一固定值 保持不变。
IC mA
A IB
UCE
RB UBE
+
UBB
IE
伏根安据特记性录曲可线给，出此曲IC随线U就CE是变晶化体的 管的输出特性曲线。
IB
UCE =0V
RC
+
令UCC 为0
IB /A
RB UBE
+
UBB
IE=IB
UCC
0
UCE=0时的输 入特性曲线
UBE /V
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令UBB重 新从0开 始增加
IB RB UBE
+
UBB
让让UUCCEE==10V.5V
IB /A
IC
RC
UUCCEE==01.5VV +
输出曲线开始部分很 陡，说明IC随UCE的增 加而急剧增大。
当UCE增至一定数值时(一般小于1V) ，输出特性曲线变得平坦，表明IC基 本上不再随UCE而变化。
RC IC + /mA
UCC
IB IB1 IB2
IB3
0
IB=0 UCE / V
根据电压、电流的记录值可绘 出曲另线一，条此I曲C随线U较CE前变面化的的稍伏低安些特。性
V
IB
2
0.7 5
1K0.3 5
0.26mA
1K
+临 I6CV界5饱KIB和IB电30流 IC ： 0.2IC6ISB-2V71.085mK1VACES
IC +2V 5K 10 0IB.3 9.7mA
1K IC
此时有： IC
(a)ICS
,
所以管子工作在放大区
(b)
(c)
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学习与讨论
晶体管的发射极 和集电极能否互 换使用？为什么?
。因为发射区和集电区 的掺杂质浓度差别较大 ，如果把两个极互换使 用，则严重影响晶体管
指基极开路时，集电极与发射极之间加一定 反向电压时的集电极电流。该值越小越好。
. 集电极反向饱和电流ICBO,是少数载流子运 动的结果，其值越小越好。
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4.温度对晶体管参数的影响
• 见书的27页
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晶体管的发射极和集 电极是不能互换使用的
+10V 1K IC
+2V 5K IB
+10V
1K IC
(a)
(b)
(c)
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电子技术基础+10V主编 吴利斌
+10V
+10
6 0.7 5.3
V
IB 5 5 11K.06mA
1K
临IC 界 +饱6IVB和电53K0流I1：B.0IC6SIC3110.8Im1B-V2ACVES
5K
IC>ICM时，晶体管不一定烧 损，但β值明显下降。
③集电极最大允许功耗PCM
IC /mA
4
I CM
3
2.3 2
安 全
PCM
1.5 1
区
0
晶体管上的功 耗超过PCM，管 子将损坏。
IB=0 UCE / V
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电子技术基础 主编 吴利斌 3.极间电流
• 集电极-发射极反向饱和电流ICEO（穿透电 流）
下的绝大部分电子则都扩散到了集电结边缘。
3. 集电区收集电子的过程
集电结由于反偏，可将从发射区扩散到基区并到达集电区边缘
的电子拉入集电区，从而形成较大的集电极电流IC。
结论 只要符合三极管发射区高掺杂、基区掺杂浓度很低，集
电区的掺杂浓度介于发射区和基区之间，且基区做得很 薄的内部条件，再加上晶体管的发射结正偏、集电结反 偏的外部条件，三极管就具有了放大电流的能力。
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2.1.2 双极型三极管的电流分配关系及放大作用
bec
基发集 极射电
极极
晶体管实现电流 放大作用的内部结构条件
(1)发射区掺杂浓度很高，以便有
足够的载流子供“发射”。
发射区N
(2)为减少载流子在基区的复合机
基区P
集电区N
晶体管芯结构剖面图
会，基区做得很薄，一般为几个 微米，且掺杂浓度极低。
RC
IC
+
/mA
IB
UCC
然后调节UCC使UCE从0增
大，观察毫安表中IC的变
化并记录下来。
0
UCE / V
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再调节IB1 至另一稍小 的固定值上 保持不变。
A IB
RB UBE
+
UBB
IC mA UCE
IE
仍然调节UCC使UCE从0增 大，继续观察毫安表中IC 的变化并记录下来。
对应如相此应不I断C、重U复CE上数述值过的程一，组我输们出即特可性得曲到线不。同基极电流IB
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IC /mA
4
IB=100 A
3
80 A
2.3
60 A
2
1.5 1
ΔIC
40 A
ΔIB=40 A 20 A
当IB一定时，从发射区扩散到基区 的电子数大致一定。当UCE超过1V以 后，这些电子的绝大部分被拉入集
2
1
T
1
3
1
T
2
1
3
(a)
(b)
解： 工作在放大区的NPN型晶体管应满足VC>VB> VE ，PNP型晶体管应满足 VC<VB< VE，因此分析时,先找出三电极的最高或最低电位，确定为集电极,而电位
差为导通电压的就是发射极和基极。根据发射极和基极的电位差值判断管子的
材质。
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I B (50 40) 106 显然，双极型三极管具有电流放大能力。式中的β值称为 三极管的电流放大倍数。不同型号、不同类型和用途的三 极管，β值的差异较大，大多数三极管的β值通常在几十 至几百的范围。 由此可得：微小的基极电流IB可以控制较大的集电极电流 IC，故双极型三极管属于电流控制器件。
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(3)集电区体积较大，且为了顺利 收集边缘载流子，掺杂浓度界于 发射极和基极之间。
可见，双极型三极管并非是两个PN 结的简单组合，而是 利用一定的掺杂工艺制作而成。因此，绝不能用两个二极管 来代替，使用时也决不允许把发射极和集电极接反。
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再读出这两条曲线对应的集电极电流之差ΔIC=1.3mA； 于是我们可得到三极管的电流放大倍数：
β=ΔIC/ΔIB=1.3÷0.04=32.5
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电子技术基础 主编 吴利斌 输出特性曲线上一般可分为三个区：
饱和区。当发射结和
IC /mA
集电结均为正向偏置
时，三极管处于饱和
4
IB=100 A
状态。此时集电极电 流IC与基极电流IB之 间不再成比例关系， IB的变化对IC的影响 很小。
管由子于深深度度3饱饱和和时时，VC硅E管约的等V于C0E，约8晶0为体A0管.3V在，电锗路管中约犹为如0一.1V个,
闭合的开2.3关。 放
60 A
2 1.5
大 区
40 A
截止区。当基极电
1
20 A
流IB等于0时，晶体 管处于截止状态。
V1 = +10V，V2= 0V，V3= +0.7V
V1 = +0V，V2 = -0.3V，V3= -5V
（1） 在图（a）中，3与2的电压为0.7V，可确定为硅管， 因为V1>V3> V2,，所以1为集电极，2为发射极，3为基极，满 足VC>VB> VE,的关系，管子为NPN型。
（2）在图（b）中，1与2的电压为0.3V，可确定为锗管，又 因V3<V2< V1,，所以3为集电极，1为发射极，2为基极，满足 VC<VB< VE的关系，管子为PNP型。