三极管的作用是什么-三极管基本结构与分类等知识解析

三极管概述

三极管(guan)的(de)作用有(you)哪些？我们先了解什么是(shi)三极管(guan)？三极管(guan)，全称应为半(ban)导(dao)体(ti)(ti)三极管(guan)，也称双极型晶(jing)体(ti)(ti)管(guan)、晶(jing)体(ti)(ti)三极管(guan)，是(shi)一(yi)种控制电流的(de)半(ban)导(dao)体(ti)(ti)器件(jian)。其(qi)作用是(shi)把微弱信(xin)号放大(da)成幅度值较大(da)的(de)电信(xin)号，也用作无触点开关。

三(san)(san)极(ji)管(guan)是半(ban)导体(ti)基(ji)本(ben)元器(qi)件之(zhi)一，具有(you)电流放大作用，是电子(zi)电路(lu)的(de)(de)核心元件。三(san)(san)极(ji)管(guan)是在一块半(ban)导体(ti)基(ji)片上制(zhi)作两个相距很近的(de)(de)PN结，两个PN结把(ba)整块半(ban)导体(ti)分成三(san)(san)部分，中间(jian)部分是基(ji)区，两侧(ce)部分是发射区和集电区，排列方式(shi)有(you)PNP和NPN两种。

三极管产品分类

a.按材质分: 硅管(guan)、锗(zhe)管(guan)

b.按结(jie)构分: NPN 、 PNP。如(ru)图所示。

c.按功(gong)能分: 开关(guan)管(guan)、功(gong)率管(guan)、达林顿管(guan)、光敏管(guan)等.

d. 按功(gong)率(lv)分：小(xiao)功(gong)率(lv)管(guan)、中(zhong)功(gong)率(lv)管(guan)、大功(gong)率(lv)管(guan)

e.按工作频率分：低频管(guan)(guan)、高频管(guan)(guan)、超频管(guan)(guan)

f.按结构工艺分：合金(jin)管(guan)、平面管(guan)

g.按安装方式(shi):插件三极(ji)管、贴片三极(ji)管

三极管的基本结构和分类

半导(dao)体(ti)三极(ji)(ji)管的结(jie)(jie)构示意图如(ru)下图所示。它有两种类型(xing)：NPN型(xing)和PNP型(xing)。包(bao)含三层半导(dao)体(ti)：基(ji)区(相连电(dian)极(ji)(ji)称(cheng)为(wei)基(ji)极(ji)(ji)，用B或b表示); 发(fa)射(she)区(相连电(dian)极(ji)(ji)称(cheng)为(wei)发(fa)射(she)极(ji)(ji)，用E或e表示);集(ji)电(dian)区(相连电(dian)极(ji)(ji)称(cheng)为(wei)集(ji)电(dian)极(ji)(ji)，用C或c表示)。 E-B间的PN结(jie)(jie)称(cheng)为(wei)发(fa)射(she)结(jie)(jie)， C-B间的PN结(jie)(jie)称(cheng)为(wei)集(ji)电(dian)结(jie)(jie)。

两类三极管示意图(tu)及图(tu)形符号(hao)

三极管的作用-贴片三极管的开关作用

贴片三(san)极管的(de)开关作用如下(xia)：

简单贴片三极(ji)(ji)管(guan)开关(guan)：电(dian)路如下图，电(dian)阻(zu)RC是(shi)LED限流(liu)用(yong)电(dian)阻(zu)，以(yi)(yi)防止电(dian)压(ya)过高烧坏LED（发光(guang)二(er)极(ji)(ji)管(guan)），将输(shu)入信号(hao) VIN 从(cong)0 调到(dao)最大 （等(deng)分为约20 个间(jian)隔），观察并(bing)记录对(dui)的(de) VOUT 以(yi)(yi)及LED 的(de)亮(liang)度。当(dang)贴片三极(ji)(ji)管(guan)开关(guan)为断(duan)路时，VOUT =VCC =12 V，LED 不(bu)亮(liang)。当(dang)贴片三极(ji)(ji)管(guan)开关(guan)通路时，VOUT = 0.2V ，LED 会亮(liang)。

改(gai)良(liang)贴片三(san)(san)(san)极(ji)管开关(guan)：因为三(san)(san)(san)极(ji)管由截止区(qu)过度到饱和区(qu)需(xu)经过线性区(qu)，开关(guan)的(de)效(xiao)(xiao)果不会有明(ming)确(que)的(de)界线。为使贴片三(san)(san)(san)极(ji)管开关(guan)的(de)效(xiao)(xiao)果明(ming)确(que)，可(ke)串接(jie)两个贴片三(san)(san)(san)极(ji)管，如下面的(de)电路图。同样将(jiang)输入信号(hao) VIN 从(cong)0 调到最大(da) （等分(fen)为约20 个间隔(ge)），观察并(bing)记录对应的(de)VOUT 以及LED 的(de)亮度。

贴片三极管开关与机械式开关的比较

截至目(mu)前(qian)为(wei)止，我们都假设(she)当贴(tie)片(pian)(pian)(pian)三极(ji)管开关导通时，其基极(ji)与射(she)极(ji)之(zhi)间(jian)是完(wan)全(quan)短路的(de)。事(shi)实并非如(ru)此，没有(you)任何贴(tie)片(pian)(pian)(pian)三极(ji)管可(ke)以(yi)完(wan)全(quan)短路而(er)使VCE＝0，大多(duo)数的(de)小信(xin)号硅质贴(tie)片(pian)(pian)(pian)三极(ji)管在饱(bao)和(he)时，VCE（饱(bao)和(he)）值(zhi)约为(wei)0．2伏特(te)，纵使是专为(wei)开关应用而(er)设(she)计的(de)交(jiao)换贴(tie)片(pian)(pian)(pian)三极(ji)管，其VCE（饱(bao)和(he)）值(zhi)顶多(duo)也只能低到0．1伏特(te)左右(you)，而(er)且负载电(dian)流一高，VCE（饱(bao)和(he)）值(zhi)还会有(you)些许的(de)上(shang)升现象，虽然对大多(duo)数的(de)分析计算(suan)而(er)言，VCE（饱(bao)和(he)）值(zhi)可(ke)以(yi)不予考(kao)虑，但是在测(ce)试交(jiao)换电(dian)路时，必须明(ming)白VCE（饱(bao)和(he)）值(zhi)并非真的(de)是0。

虽然(ran)VCE（饱和）的(de)电压很(hen)小，本身微(wei)不足道，但是若将几个贴片(pian)三(san)(san)极(ji)管开关(guan)(guan)(guan)串接起(qi)来，其总和的(de)压降(jiang)效(xiao)(xiao)应就很(hen)可观了，不幸(xing)的(de)是机(ji)械式(shi)的(de)开关(guan)(guan)(guan)经(jing)常(chang)是采用串接的(de)方式(shi)来工作(zuo)的(de)，如(ru)图(tu)3（a）所示，贴片(pian)三(san)(san)极(ji)管开关(guan)(guan)(guan)无法模拟机(ji)械式(shi)开关(guan)(guan)(guan)的(de)等效(xiao)(xiao)电路（如(ru)图(tu)3（b）所示）来工作(zuo)，这是三(san)(san)极(ji)管开关(guan)(guan)(guan)的(de)一大(da)缺点。

幸好贴片三(san)极管开(kai)关虽然不适(shi)用于串接(jie)方式，却(que)可(ke)以(yi)完美的适(shi)用于并(bing)接(jie)的工作方式，如(ru)图4所示者即为一例。

贴片三极管(guan)开(kai)关(guan)和(he)传统的机械式开(kai)关(guan)相较，具(ju)有下列(lie)四大优点：

（1）贴片三(san)极管开关不(bu)具有(you)活动接点(dian)部份，因此不(bu)致有(you)磨损之虑，可(ke)以使(shi)用无限多次，

一般的(de)(de)机械式开(kai)(kai)关，由于(yu)接(jie)点(dian)磨损(sun)(sun)，顶多只能使(shi)用(yong)数百万次左右，而且(qie)其接(jie)点(dian)易受污损(sun)(sun)而影(ying)响工(gong)作，因此无(wu)法在脏乱的(de)(de)环境(jing)下运作，贴片三极(ji)管开(kai)(kai)关既(ji)无(wu)接(jie)点(dian)又是密封(feng)的(de)(de)，因此无(wu)此顾虑。

（2）机械式(shi)开(kai)关(guan)(guan)的动作速度较一般的开(kai)关(guan)(guan)为快，一般开(kai)关(guan)(guan)的启闭(bi)时(shi)间是以毫秒(miao)（ms）来计算(suan)的，贴片(pian)三(san)极管开(kai)关(guan)(guan)则以微秒(miao)（μs）计。

（3）贴片三极管开关没有(you)(you)跃动（bounce）现象(xiang)。一般的(de)机械式开关在导通(tong)的(de)瞬间会有(you)(you)快速的(de)连续启闭动作，然后(hou)才能逐渐(jian)达到稳定状态。

（4）利(li)用贴片(pian)三极管开关(guan)来驱动(dong)电(dian)感性(xing)负载时(shi)，在开关(guan)开启的(de)瞬(shun)(shun)间，不(bu)致有火花产生。反之(zhi)(zhi)，当机(ji)械式开关(guan)开启时(shi)，由于瞬(shun)(shun)间切断(duan)了电(dian)感性(xing)负载样上(shang)的(de)电(dian)流，因此电(dian)感之(zhi)(zhi)瞬(shun)(shun)间感应电(dian)压，将在接(jie)点上(shang)引起弧(hu)光，这种电(dian)弧(hu)非但会侵蚀接(jie)点的(de)表(biao)面(mian)，亦可能(neng)造成干扰或(huo)危害。

联(lian)系方式(shi)：邹先生

联系(xi)电话：0755-83888366-8022

手机：18123972950

QQ：2880195519

联系地址：深(shen)圳(zhen)市福田区车公庙天安数码(ma)城(cheng)天吉大(da)厦CD座(zuo)5C1

请搜微信(xin)公众(zhong)号:“KIA半(ban)导体(ti)”或扫(sao)一(yi)扫(sao)下图“关注”官方(fang)微信(xin)公众(zhong)号

请“关注”官方(fang)微信公众号:提供 MOS管(guan) 技(ji)术(shu)帮(bang)助