三極管的一些認(rèn)知

1、三極管的工作原理C，基極 B，發(fā)射極 E。分成 NPN和 PNP三極管是電流放大器件，有三個(gè)極，分別叫做集電極兩種。我們僅以 NPN三極管的共發(fā)射極放大電路為例來(lái)說(shuō)明一下三極管放大電路的基本原 理。一、電流放大下面的分析僅對(duì)于 NPN型硅三極管。 如上圖所示， 我們把從基極 B 流至發(fā)射極 E的電流叫做 基極電流 Ib ；把從集電極 C流至發(fā)射極 E的電流叫做集電極電流 Ic 。這兩個(gè)電流的方向都 是流出發(fā)射極的， 所以發(fā)射極 E 上就用了一個(gè)箭頭來(lái)表示電流的方向。 三極管的放大作用就 是：集電極電流受基極電流的控制（假設(shè)電源 能夠提供給集電極足夠大的電流的話），并 且基極電流很小的變化， 會(huì)

2、引起集電極電流很大的變化， 且變化滿足一定的比例關(guān)系： 集電 極電流的變化量是基極電流變 化量的 倍，即電流變化被放大了 倍，所以我們把 叫 做三極管的放大倍數(shù)（ 一般遠(yuǎn)大于 1，例如幾十，幾百）。如果我們將一個(gè)變化的小信號(hào) 加到基極跟發(fā)射 極之間，這就會(huì)引起基極電流 Ib 的變化， Ib 的變化被放大后，導(dǎo)致了 Ic 很大的變化。 如果集電極電流 Ic 是流過(guò)一個(gè)電阻 R的，那么根據(jù)電壓計(jì)算公式 U=R*I 可以 算得， 這電阻上電壓就會(huì)發(fā)生很大的變化。 我們將這個(gè)電阻上的電壓取出來(lái)， 就得到了放大 后的電壓信號(hào)了。二、偏置電路 三極管在實(shí)際的放大電路中使用時(shí)， 還需要加合適的偏置電路。 這

3、有幾個(gè)原因。 首先是由于 三極管 BE結(jié)的非線性 （相當(dāng)于一個(gè)二極管） ，基極電流必須在輸入電壓 大到一定程度后才 能產(chǎn)生（對(duì)于硅管，常取 0.7V ）。當(dāng)基極與發(fā)射極之間的電壓小于 0.7V 時(shí)，基極電流就可 以認(rèn)為是 0。但實(shí)際中要放大的信號(hào)往往遠(yuǎn)比0.7V 要小，如果不加偏置的話，這么小的信號(hào)就不足以引起基極電流的改變（因?yàn)樾∮?0.7V 時(shí)，基極電流都是 0）。如果我們事先在 三極管的基極上加上一 個(gè)合適的電流 （叫做偏置電流， 上圖中那個(gè)電阻 Rb 就是用來(lái)提供這 個(gè)電流的， 所以它被叫做基極偏置電阻） ，那么當(dāng)一個(gè)小信號(hào)跟這個(gè)偏置電流疊加在一起時(shí)， 小 信號(hào)就會(huì)導(dǎo)致基極電流的變化，

4、而基極電流的變化，就會(huì)被放大并在集電極上輸出。另 一個(gè)原因就是輸出信號(hào)范圍的要求，如果沒(méi)有加偏置，那么只有對(duì)那些增加的 信號(hào)放大， 而對(duì)減小的信號(hào)無(wú)效（因?yàn)闆](méi)有偏置時(shí)集電極電流為 0，不能再減小了）。而加上偏置，事 先讓集電極有一定的電流，當(dāng)輸入的基極電流變小時(shí)，集電極 電流就可以減??；當(dāng)輸入的 基極電流增大時(shí)，集電極電流就增大。這樣減小的信號(hào)和增大的信號(hào)都可以被放大了。三、開(kāi)關(guān)作用 下面說(shuō)說(shuō)三極管的飽和情況。像上面那樣的圖，因?yàn)槭艿诫娮?Rc 的限制（ Rc 是固定值，那 么最大電流為 U/Rc，其中 U 為電源電壓），集電極電流是不能無(wú)限增加下去的。當(dāng)基極電 流的增大，不能使集電極電流繼續(xù)

5、增大 時(shí)，三極管就進(jìn)入了飽和狀態(tài)。一般判斷三極管是 否飽和的準(zhǔn)則是： Ib* Ic 。進(jìn)入飽和狀態(tài)之后，三極管的集電極跟發(fā)射極之間的電壓將 很小，可以理解為 一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合了。這樣我們就可以拿三極管來(lái)當(dāng)作開(kāi)關(guān)使用：當(dāng)基極電 流為 0 時(shí)，三極管集電極電流為 0（這叫做三極管截止），相當(dāng)于開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；當(dāng)基極電流很 大，以至于三極管飽和時(shí)，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)閉合。 如果三極管主要工作在截止和飽和狀態(tài)， 那么 這樣的三極管我們一般把它叫做開(kāi)關(guān)管。四、工作狀態(tài)如果我們?cè)谏厦孢@個(gè)圖中，將電阻Rc換成一個(gè)燈泡，那么當(dāng)基極電流為 0 時(shí)，集電極電流為 0，燈泡滅。 如果基極電流比較大時(shí) （大于流過(guò)燈泡的電流除以三極管

6、的放大倍數(shù) ）， 三極管就飽和，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)閉合，燈泡就亮了。由于控制電流只需要比燈泡電流的 分之 一大一點(diǎn)就行了，所以就可以用一個(gè)小電流來(lái)控制一個(gè)大電流的通 斷。如果基極電流從 0 慢慢增加，那么燈泡的亮度也會(huì)隨著增加（在三極管未飽和之前）。對(duì)于 PNP型三極管， 分析方法類(lèi)似， 不同的地方就是電流方向跟 NPN的剛好相反， 因此發(fā)射 極上面那個(gè)箭頭方向也反了過(guò)來(lái)變成朝里的了。檢測(cè)三極管的口訣三極管的管型及管腳的判別是電子技術(shù)初學(xué)者的一項(xiàng)基本功， 為了幫助讀者迅速掌握測(cè)判方 法，筆者總結(jié)出四句口訣：“三顛倒，找基極；PN結(jié)，定管型；順箭頭，偏轉(zhuǎn)大；測(cè)不準(zhǔn)，動(dòng)嘴巴?！毕旅孀屛覀冎鹁溥M(jìn)行解釋吧。一

7、、三顛倒，找基極大家知道， 三極管是含有兩個(gè) PN 結(jié)的半導(dǎo)體器件。 根據(jù)兩個(gè) PN結(jié)連接方式不同， 可以分為 NPN型和 PNP型兩種不同導(dǎo)電類(lèi)型的三極管，圖 1 是它們的電路符號(hào)和等效電路。 測(cè)試三極管要使用萬(wàn)用電表的歐姆擋，并選擇R×100 或 R×1k 擋位。圖 2 繪出了萬(wàn)用電表歐姆擋的等效電路。 由圖可見(jiàn)， 紅表筆所連接的是表內(nèi)電池的負(fù)極， 黑表筆則連接著表內(nèi)電 池的正極。假定我們并不知道被測(cè)三極管是 NPN型還是 PNP型，也分不清各管腳是什么電極。 測(cè)試的第 一步是判斷哪個(gè)管腳是基極。這時(shí)，我們?nèi)稳蓚€(gè)電極（如這兩個(gè)電極為 1、2） ，用萬(wàn)用電表兩支表筆顛倒

8、測(cè)量它的正、反向電阻，觀察表針的偏轉(zhuǎn)角度；接著，再取1、3 兩個(gè)電極和 2、 3 兩個(gè)電極，分別顛倒測(cè)量它們的正、反向電阻，觀察表針的偏轉(zhuǎn)角度。在這三次顛 倒測(cè)量中， 必然有兩次測(cè)量結(jié)果相近：即顛倒測(cè)量中表針一次偏轉(zhuǎn)大， 一次偏轉(zhuǎn)??；剩下一 次必然是顛倒測(cè)量前后指針偏轉(zhuǎn)角度都很小， 這一次未測(cè)的那只管腳就是我們要尋找的基極 （參看圖 1、圖 2 不難理解它的道理 ）。二、PN 結(jié)，定管型找出三極管的基極后，我們就可以根據(jù)基極與另外兩個(gè)電極之間PN結(jié)的方向來(lái)確定管子的導(dǎo)電類(lèi)型 （圖 1） 。將萬(wàn)用表的黑表筆接觸基極，紅表筆接觸另外兩個(gè)電極中的任一電極，若 表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很大， 則說(shuō)明被測(cè)三極管

9、為 NPN型管； 若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小， 則被測(cè) 管即為 PNP型。三、順箭頭，偏轉(zhuǎn)大找出了基極 b，另外兩個(gè)電極哪個(gè)是集電極 c，哪個(gè)是發(fā)射極 e 呢 ?這時(shí)我們可以用測(cè)穿透電 流 ICEO 的方法確定集電極 c 和發(fā)射極 e。（1） 對(duì)于 NPN型三極管， 穿透電流的測(cè)量電路如圖 3 所示。根據(jù)這個(gè)原理， 用萬(wàn)用電表的黑、 紅表筆顛倒測(cè)量?jī)蓸O間的正、反向電阻Rce 和 Rec，雖然兩次測(cè)量中萬(wàn)用表指針偏轉(zhuǎn)角度都很小， 但仔細(xì)觀察， 總會(huì)有一次偏轉(zhuǎn)角度稍大， 此時(shí)電流的流向一定是： 黑表筆c 極b 極e極紅表筆，電流流向正好與三極管符號(hào)中的箭頭方向一致 （ “順箭頭” ） ，所以此時(shí) 黑表

10、筆所接的一定是集電極 c ，紅表筆所接的一定是發(fā)射極 e。（2） 對(duì)于 PNP型的三極管，道理也類(lèi)似于 NPN型，其電流流向一定是：黑表筆e 極b 極 c極紅表筆，其電流流向也與三極管符號(hào)中的箭頭方向一致，所以此時(shí)黑表筆所接的一 定是發(fā)射極 e，紅表筆所接的一定是集電極 c（參看圖 1、圖 3可知）。四、測(cè)不出，動(dòng)嘴巴 若在“順箭頭， 偏轉(zhuǎn)大”的測(cè)量過(guò)程中， 若由于顛倒前后的兩次測(cè)量指針偏轉(zhuǎn)均太小難以區(qū) 分時(shí)，就要“動(dòng)嘴巴”了。具體方法是：在“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的兩次測(cè)量中，用兩只手分 別捏住兩表筆與管腳的結(jié)合部，用嘴巴含?。?或用舌頭抵住 ） 基電極 b，仍用“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的判別方法即可區(qū)分開(kāi)集電極 c 與發(fā)射極 e。其中人體起到直流偏置電阻的作用，目的 是使效果更加明顯。除了用這種方法測(cè)三極管的極性之外， 還可以用電壓表的二極管檔位， 即兩表筆短接電壓表 會(huì)響的那個(gè)檔位。因?yàn)槿龢O