三极管知识最详细解释版本 什么是三极管

什么是三极管(三极管知识最详细版)“晶体管,半导体的基本元件之一,具有电流放大的作用,是电子电路的核心元件”
在电子元件家族中,三极管属于半导体自动化元件中的分立元件 。

广义来说,三极管有很多种,常见的如下图所示 。

狭义的三极管是指双极型三极管,是最基本最通用的三极管 。

本文介绍狭义三极管 。其他内容,请点击以下链接:

三极管的发明
晶体管出现之前,确实空 。用于在电子电路中放大和转换电流的电子三极管 。

真空电子管有一些缺点,比如重量大,耗能大,响应慢 。

二战期间,军事上急需一种稳定、可靠、快速、灵敏的电信号放大器,二战结束后才取得研究成果 。

在早期,因为锗晶体容易获得,锗三极管是一个重要的研究和应用 。硅出现后,因为硅管生产工艺效率高,锗管逐渐被淘汰 。

经过半个世纪的发展,已经出现了多种多样、形态各异的三重奏 。

低功率三极管一般封装在塑料中;大功率三极管一般用金属铁壳封装 。
三极管核心结构

是核心“PN结” 。
是两个背靠背的PN结 。
可以是NPN组合,也可以是PNP组合 。

由于硅NPN晶体管是目前的主流,以下内容很重要 。以硅NPN晶体管为例:

NPN三极管结构示意图


硅NPN三极管的制造工艺


模具结构剖视图

工艺结构特点:

发射区高掺杂:为了便于发射结发射电子,发射区半导体掺杂浓度高于基区,发射结面积较小;

基区标准很薄:3~30m,掺杂浓度低;

集电区面积大:集电区和发射区是同一性质的掺杂半导体,但集电区掺杂浓度低,面积大,便于收集电子 。

一个三极管不是两个PN结拼凑而成的,两个二极管也不能组成一个三极管!

技术结构在半导体工业中非常重要 。PN结不同的材料成分、尺寸、排列方式、掺杂浓度和几何结构可以 各种元件,包括集成电路 。

三极管符号



三极管电流控制原理示意图

基本三极管电路

施加的电压使发射极节点正向偏压向红豆博客,集电极节点反向偏压 。

集电极/基极/发射极电流关系:
IE = IB + IC
IC = * IB
如果IB = 0,则IE = IC = 0
三极管的特性曲线

输入特性曲线

集电极-发射极电压UCE为一定值时基极电流IB与基极-发射极电压UBE的关系曲线 。

是超级三极管启动的临界电压,会受到集电极和发射极电压的影响 。正常工作时,NPN硅管的启动电压约为0.6V;

UBE&ltUBER,三极管绝缘程度高,ube >: UBER,三极管会启动;

UCE增大,特性曲线右移,但当UCE >:1.0V后,特性曲线几乎不动 。

输出特性曲线

当基极电流IB恒定时,集电极IC和集电极-发射极电压UCE之间的关系曲线是一组曲线 。

当IB=0时,IC→0,表示三极管处于关断状态,相当于开关关断;

当IB >: 0时,IB的微小变化会以几十倍甚至上百倍的放大倍数表现在IC上;

当IB很大的时候,IC就变得很大,不能随着IB的增大而继续增大 。晶体管失去放大作用,表明开关接通 。

三极管的核心效应

放大:小电流稍有变化,在大电流上放大 。

开关的作用:用小电流控制大电流的通断 。

三极管的放大效应
IC = * IB
(其中≈ 10~400)
示例:当基极电流IB=50A时,集电极电流:
IC=IB=120*50A=6000A

改变后的微弱电信号被三极管放大成 幅的电信号,如下图所示:

所以三极管放大了信号幅度,但三极管不能放大系统的能量 。
你能放大多少?
那要看三极管的放大倍数了!
首先,这是由三极管的材料和工艺结构决定的:
比如硅三极管值的常用刻度是:30~200 。
锗三极管值的常用刻度为:30~100
数值越大,漏电流越大,数值过大的三极管性能不稳定 。
其次,它会受到信号频率和电流的影响:
信号的频率在一定范围内接近于一个常数,当频率超过一定值时,该值会显著下降 。
值随集电极电流IC的变化而变化,mA级的IC值较小 。一般小功率红豆的博客速率管放大倍数比大功率管大 。

三极管的重要性能参数