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双极性晶体管(英语:bipolar transistor),全称双极性结型晶体管(bipolar junction transistor, BJT),俗称三极管,是一种具有三个引脚的电子元器件。

本文是讲述的是三极管的基础知识。本文涉及到三极管管的基本工作原理、特性曲线以及线性和开关操作。还涉及到了三极管基础应用电路。最后我们进行了一些实验。

三极管基础知识

讲解了NPN和PNP三极管的符号、引脚排列和工作原理。

NPN 和 PNP

三极管有两种基本类型,即NPN型和PNP型。在这两种类型中,NPN型的三极管更为常用,所以我们将主要讨论NPN型的三极管。请记住,我们关于NPN型的三极管的所有内容,实际上和PNP型的三极管基本相同,只是我们要把所有涉及到的极性都反过来。极性是指结的电压极性和流经它们的电流极性。

下面是NPN型和PNP型三极管的原理图符号:

从三极管的符号图中可以看到,三极管的三个引脚分别是:

  • Collector: 集电极

  • Base: 基极

  • Emitter: 发射极

不论是NPN还是PNP, 有箭头的引脚是发射极,箭头总是指向N型半导体材料。NPN型和PNP型的三极管,你可以看到箭头都是指向N型半导体的。

三极管由三种半导体组成:

下面是一些常见的小信号三极管封装的引脚排列方式:

塑料封装的TO-92通常是如上图这样排列的。金属罐封装的TO-18通常也是如上图排列的,靠近伸出来的小金属片的是发射极。SOT-23封装通常是如上图排列的,集电极是单独的一个引脚。【注意】,是通常,并不是所有,具体以三极管数据手册为准。

当然,三极管还有许多其他不同的封装类型,比如 TO-220,这是一种带有金属散热片的塑料封装:

TO-3,是一种用于更高功率应用的封装,以及其他几十种不同的封装类型。所以,当你使用这些三极管时,最好能查看数据手册,以验证引脚的排列方式。

上图,从左到右:SOT-23, TO-92, TO-126, TO-3

基础知识
复习二极管

复习一下二极管的相关知识:

二极管是一种半导体器件,它有两个电极:正极(阳极)和负极(阴极)。二极管的内部是由n型半导体和p型半导体相接而成的pn结。pn结的两侧存在一个内部电场,它阻碍了电流的流动。

正向偏置是指将电源的正极连接到二极管的p型侧,负极连接到n型侧,这样就使得外部电场与内部电场方向相反,从而降低了pn结的电势差,使得电荷载流子能够跨越pn结,形成电流。

反向偏置是指将电源的正极连接到二极管的n型侧,负极连接到p型侧,这样就使得外部电场与内部电场方向相同,从而增加了pn结的电势差,使得电荷载流子难以跨越pn结,形成很小的电流。

下图是二极管的正向偏置和反向偏置的示意图:

导通和截止

下文中,我们把基极与发射极之间的 PN 结称为 发射结 , 基极与集电极之间的 PN 结称为 集电结

下面是理解三极管原理的三条关键信息:

  1. 首先,发射结的行为就像一个二极管,它可以正向偏置,也可以反向偏置,它可以导通,也可以截止。

  2. 其次,当发射结正向偏置时, 允许电流在集电极和发射极之间流动 。所以,如果我有足够的偏置电压来打开这个二极管,即基极-发射极的 PN 结,电流就可以从集电极流向发射极。

  3. 第三,当发射结没有正向偏置,也就是是截止的时候,集电极和发射极之间 没有电流流动 。例如,如果基极接地,发射结就没有导通,这个二极管就相当于关闭了,相应的电流就不会从集电极流向发射极。

当发射结正偏时,电流可以在集电极和发射极之间流动, 三极管处于导通状态:

本文标签: 系统编程型的三极