問(wèn)題1：什么是三極管?
三極管，也叫晶體管，是一種控制電流的半導(dǎo)體器件。這里的“控制電流”多指放大電流信號(hào)。除了放大電流，三極管還常用作開(kāi)關(guān)。
實(shí)物長(zhǎng)這樣：
三極管
三極管電路符號(hào)
問(wèn)題2：三極管在電路中的作用是什么?
主要兩種作用：模擬電路主要用于放大信號(hào)，數(shù)字電路主要用于無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。
問(wèn)題3：三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎么樣的?
二極管PN結(jié)，我想大家應(yīng)該熟悉：
PN結(jié)
三極管可以看作由兩個(gè)PN結(jié)組成，有兩種組合方式：PN-NP，形成PNP三極管;NP-PN，形成NPN三極管。無(wú)論是NPN三極管還是PNP三極管，都會(huì)有三個(gè)極：基極(b)、集電極(c)、發(fā)射極(e)。
值得一提的是，三極管里的P型和N型半導(dǎo)體摻雜濃度是不一樣的(劃重點(diǎn)!后面要考)。比如NPN三極管，其e極連接的發(fā)射區(qū)是高濃度N型半導(dǎo)體，b極連接的基區(qū)是正常濃度的P型半導(dǎo)體，c極連接的集電區(qū)是正常濃度的N型半導(dǎo)體。
NPN三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)橫截圖
問(wèn)題4：命名b極、c極、e極，有什么特殊含義嗎?
三極管極腳的命名，體現(xiàn)了三極管工作時(shí)的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
發(fā)射極(e)：Emitter，發(fā)射的意思，指發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子;
基極(b)：Base，基地的意思，在基區(qū)中電子會(huì)發(fā)生擴(kuò)散與復(fù)合運(yùn)動(dòng);
集電極(c)：Collector，收集的意思，指集電區(qū)收集電子。
問(wèn)題5：PNP型與NPN型的區(qū)別是什么?
①.結(jié)構(gòu)不同：PNP型三極管是由2塊P型半導(dǎo)體中間夾著1塊N型半導(dǎo)體所組成的三極管;NPN型三極管是由2塊N型半導(dǎo)體中間夾著1塊P型半導(dǎo)體所組成的三極管。
②.PN結(jié)方向不同：PNP是共陰極，即兩個(gè)PN結(jié)的N結(jié)相連做為基極;NPN則剛好于此相反。③.兩者的電源極性不同。
PNP型三極管與NPN型三極管更多的是結(jié)構(gòu)不同，但兩者的工作原理是一樣。
問(wèn)題6：三極管的工作原理是什么?
如上所述，從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，三極管可以看作由兩個(gè)PN結(jié)組成。e極和b極間的PN結(jié)，我們叫發(fā)射結(jié)，c極和b極間的PN結(jié)叫集電結(jié)。當(dāng)PN結(jié)正偏時(shí)，電路導(dǎo)通;反偏時(shí)，電路不導(dǎo)通。所以三極管的工作狀態(tài)與其發(fā)射結(jié)、集電結(jié)的偏置狀態(tài)息息相關(guān)。
當(dāng)我們給三極管加上電源，三極管就會(huì)進(jìn)入工作狀態(tài)。
三極管有三種工作狀態(tài);截止、放大、飽和。
截止：發(fā)射結(jié)反偏、集電結(jié)反偏
對(duì)于硅管來(lái)說(shuō)，PN結(jié)的導(dǎo)通電壓是0.7V。
所以發(fā)射結(jié)電壓Ube小于0.7V的導(dǎo)通電壓時(shí)，發(fā)射結(jié)反偏，Ib為0。Uce>Ube，集電結(jié)反偏，三極管工作在截止?fàn)顟B(tài)。
放大：發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏
當(dāng)發(fā)射結(jié)電壓Ube等于0.7V的導(dǎo)通電壓，發(fā)射結(jié)導(dǎo)通，Uce>Ube，集電結(jié)反偏。Ic=β * Ib，其中β正常情況下在幾十到100多的范圍內(nèi)。Ib控制Ic，Ic與Ib近似于線性關(guān)系，在基極加上一個(gè)小信號(hào)電流，就能引起集電極大的信號(hào)電流輸出。
飽和：發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)正偏
UBE=0.7V，發(fā)射結(jié)正偏;Uce
綜上，三極管工作狀態(tài)的特點(diǎn)如下：
NPN三極管(硅管)工作狀態(tài)的特點(diǎn)
為方便大家理解，我們打個(gè)比方。
集電極連接的電源，是放大輸出的源頭，我們看做集電極連接了一個(gè)水池，集電極閘門(mén)的閘口開(kāi)的越大，水流(Ic)就會(huì)越大。而基極電流(Ib)好比我們推動(dòng)集電極閘門(mén)的力的大小，用力推(Ib變大)，集電極閘門(mén)開(kāi)的就大，水流(Ic)就變大，這是基極電流控制集電極電流。我們的推力一直變大，當(dāng)推力(Ib)大到一定數(shù)值后，集電極閘門(mén)完全打開(kāi)，開(kāi)到了最大，我們的推力不能再和水流成線性關(guān)系了，這時(shí)三極管放大就達(dá)到了飽和狀態(tài)。
問(wèn)題7：為什么三極管能放大?
所謂的放大，指的用小信號(hào)撬動(dòng)大信號(hào)。在三極管上，是基極電流(Ib)控制集電極電流(Ic)的變化，但I(xiàn)c的變化比Ib的變化要大得多。
以NPN型三極管為例，發(fā)射區(qū)N型半導(dǎo)體的摻雜濃度比集電區(qū)N型半導(dǎo)體的要高，摻雜濃度高意味自由電子濃度高，這是三極管實(shí)現(xiàn)放大功能的關(guān)鍵。
當(dāng)發(fā)射結(jié)正偏且集電結(jié)反偏時(shí)，三極管處于放大工作狀態(tài)。發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)導(dǎo)通，由于發(fā)射區(qū)自由電子濃度較高，所以進(jìn)入基區(qū)P型半導(dǎo)體的自由電子也多，基區(qū)電場(chǎng)增大。此時(shí)，雖然集電結(jié)反偏，但由于基區(qū)電場(chǎng)大于集電區(qū)，所以基區(qū)部分電子突破集電結(jié)耗盡層，產(chǎn)生漂移運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入集電極，使得集電結(jié)導(dǎo)通，產(chǎn)生Ic。
當(dāng)Ib變大時(shí)，發(fā)射結(jié)自由電子濃度升高，漂移電子增多，Ic增大。所以Ib控制Ic，Ic與Ib近似于線性關(guān)系，只要我們?cè)诨鶚O加上一個(gè)小信號(hào)電流，就能引起集電極大的信號(hào)電流輸出。
問(wèn)題8：三極管如何實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)功能?
三極管用作開(kāi)關(guān)時(shí)，只有截止、飽和兩個(gè)狀態(tài)。截止?fàn)顟B(tài)看作是“關(guān)”，飽和狀態(tài)看作是“開(kāi)”。
重點(diǎn)是，三極管在什么情況下導(dǎo)通?什么情況下又會(huì)關(guān)斷?
控制Ib即可實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)功能。當(dāng)Ib=0，發(fā)射結(jié)沒(méi)有導(dǎo)通，三極管工作在截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)Ib≥1mA時(shí)，完全可以保證三極管工作在飽和狀態(tài)，對(duì)于小功率的三極管此時(shí)Ic為幾十到幾百mA，驅(qū)動(dòng)繼電器、蜂鳴器等功率器件綽綽有余。
問(wèn)題9：三極管有什么特性?
流控特性：即電流控制電流，b極電流可控制c極電流的有無(wú)與大小。
放大特性：b極電流的小變化可引起c極電流的大變化。
開(kāi)關(guān)特性：除了放大作用，三極管還能用作開(kāi)關(guān)。比如當(dāng)NPN三極管的e極接地，b極電流>1mA時(shí)，三極管完全導(dǎo)通，起到開(kāi)關(guān)作用。
問(wèn)題10：三極管有哪些應(yīng)用?
三極管主要應(yīng)用電路：
放大電路：用作電壓或電流放大。
振蕩電路：用作調(diào)制、解調(diào)或自激振蕩。
開(kāi)關(guān)電路：作閘流、限流或開(kāi)關(guān)管。
在生活中，常見(jiàn)家里音響中的功率放大器，主要器件就是三極管，它可以把很弱小的聲音信號(hào)放大到足以振動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。還有樓道里的觸摸開(kāi)關(guān)，光敏開(kāi)關(guān)，以及你天天都離不開(kāi)的手機(jī)、電腦、充電器，電視等都會(huì)用到三極管。
審核編輯：湯梓紅
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