三極管的三個工作區(qū)域

三極管

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。晶體三極管，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(jié)，兩個PN結(jié)把整塊半導體分成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，排列方式有PNP和NPN兩種。

三極管的有3種工作狀態(tài)，也叫3個工作區(qū)域，即：截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)。

(1)截止區(qū)：三極管工作在截止狀態(tài)，當發(fā)射結(jié)電壓Ube小于0.6—0.7V的導通電壓，發(fā)射結(jié)沒有導通集電結(jié)處于反向偏置，沒有放大作用。相當于一個打開的開關。

(2)放大區(qū)：三極管的發(fā)射極加正向電壓(鍺管約為0.3V，硅管約為0.7V)，集電極加反向電壓導通后，Ib控制Ic，Ic與Ib近似于線性關系，在基極加上一個小信號電流，引起集電極大的信號電流輸出。

(3)飽和區(qū)：當三極管的集電結(jié)電流IC增大到一定程度時，再增大Ib，Ic也不會增大，超出了放大區(qū)，進入了飽和區(qū)。飽和時，Ic最大，集電極和發(fā)射之間的內(nèi)阻最小，電壓Uce只有0.1V~0.3V。相當于一個閉合的開關。

由上可見三極管具有“開關”和“放大”兩大功能。

從三極管的PN結(jié)看3個工作區(qū)：

有人可能會有疑問，三極管由2個PN結(jié)構(gòu)成，能否用2個二極管接成一個三極管?

答案是：否。原因：從三極管制造工藝上和電流放大原理看，基區(qū)很薄，利于基區(qū)少數(shù)載流子通過基區(qū)而不被中和，而用二極管接成的，基區(qū)范圍很大，基區(qū)的少數(shù)載流子在基區(qū)有足夠的時間和空間被中和。

任何三極管都是由兩個PN結(jié)組合而成的，PN結(jié)實際就是一個二極管，我們知道二極管具有單向?qū)щ娦?，就是說如果P極電壓高于N極

電壓(這叫正向偏置)電流可以從二極管的P極流向N極，而當N極電壓高于P極電壓(這叫反向偏置)電流不能從N極流向P極。

當發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置，該三極管就工作在放大狀態(tài);

當其發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都是正向偏置時，該三極管就工作在飽和狀態(tài);

當其發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都是反向偏置時，該三極管就工作在截止狀態(tài)。

NPN型三極管是基極為P極，集電極和發(fā)射極均為N極的三極管，按上述原理當：

Vb>Ve，Vb>Vc (即發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均正偏)：飽和狀態(tài)，且Vb>Vc>Ve(Vce≈0.1~0.3V);

Ve>Vb，Vc>Vb (即發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均反偏)：截止狀態(tài)，且Vc>Ve>Vb(Vce≈電源電壓VCC);

Ve＜Vb＜Vc（即發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏）：三極管工作在放大狀態(tài)(Vce介于上兩種情況之間)。