文章目录

一、表面枯燥的知识点
- 1.简介
- 2.区别：电流控制不一样
二、简单形象化理解
三、物理原理
四、三极管基本电路

一、表面枯燥的知识点

-----------此博文用作学习笔记，如有侵权请联系我删除--------------------------

概念：三极管具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。

晶体三极管（以下简称三极管）按材料分有两种：锗管和硅管。其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。这是三极管最基本的和最重要的特性。根据三极管工作时各个电极的电位高低，就能判别三极管的工作状态。

1.简介

首先，三极管有三个引脚分别是基极（Base）、集电极（Collector）和发射极（Emitter）
分为PNP型和NPN型。
N:Negative，负极
P:Positive，正极

下面图一是NPN型晶体管，图二是PNP型晶体管

区分它们的关键是看发射极的箭头指向

NPN型三极管：由两块N型和一块P型半导体组成，P型半导体在中间，两块N型半导体在两侧。三极管是电子电路中最重要的器件，它最主要的功能是电流放大和开关作用。

**PNP型三极管：**由2块P型半导体中间夹着1块N型半导体所组成的三极管，所以称为PNP型三极管。也可以描述成，电流从发射极E流入的三极管。

2.区别：电流控制不一样

**NPN：
**用 B→E 的电流（IB）控制 C→E 的电流（IC）。E极电位最低，且正常放大时通常C极电位最高，即 VC > VB > VE

Ube控制Uce，Ube越大，Ube趋近饱和，Uce视为导通（1）
PNP：用 E→B 的电流（IB）控制 E→C 的电流（IC）。E极电位最高，且正常放大时通常C极电位最低，即 VC < VB < VE
Ueb控制Uec，Ueb越大，Uec越小，Ueb趋近饱和，Uec视为断开（0）
所以输出状态不同

PNP与NPN型传感器其实就是利用三极管的饱和和截止，输出两种状态，属于开关型传感器。但输出信号是截然相反的，即高电平和低电平。NPN输出是低电平0，PNP输出的是高电平1。

二、简单形象化理解

NPN三极管

三极管自身并不能把小电流变成大电流，它只是起着一种控制作用，控制着电路里的电源，按确定的比例向三极管提供 I b 、 I c 和 I e 这三个电流。
为了容易理解，我们还是用水流比喻电流，如上图。
这是粗、细两根水管，粗的管子内装有闸门，这个闸门是由细的管子中的水量控制着它的开启程度。如果细管子中没有水流，粗管子中的闸门就会关闭。
注入细管子中的水量越大，闸门就开得越大，相应地流过粗管子的水就越多，这就体现出“以小控制大，以弱控制强”的道理。
由图可见，细管子的水与粗管子的水在下端汇合在一根管子中。
三极管的基极 b 、集电极 c 和发射极 e 就对应着图 4 中的细管、粗管和粗细交汇的管子。
当水流达到极限，此时c端和a端的电流接近相同，此时为通路

这就是三极管的放大作用，放大到极限，就是通路

当b（细管子）没有水时，C也没有水，此时为开路，这就是断路

PNP型三极管

理解了npn，那么pnp的就好理解很多，b端由原来的细管子变成了粗管子，EB控制着EC，当EB的水流越大，EC的水流就越小，所以当EB趋近于最大时，此时EC为最小，则视为断路

三、物理原理

自由电子和电流的流动方向相反的原理

四、三极管基本电路

外加电压使发射结正向偏置，集电结反向偏置。

集/基/射电流关系：
IE = IB + IC
IC = β * IB
如果 IB = 0, 那么 IE = IC = 0
三极管特性曲线
输入特性曲线
集-射极电压UCE为某特定值时，基极电流IB与基-射电压UBE的关系曲线。

UBER是三极管启动的临界电压，它会受集射极电压大小的影响，正常工作时，NPN硅管启动电压约为0.6V；

UBEUBER时，三极管才会启动；

UCE增大，特性曲线右移，但当UCE>1.0V后，特性曲线几乎不再移动。

输出特性曲线

基极电流IB一定时，集极IC与集-射电压UCE之间的关系曲线，是一组曲线。

当IB=0时， IC→0 ,称为三极管处于截止状态，相当于开关断开；

当IB>0时， IB轻微的变化，会在IC上以几十甚至百多倍放大表现出来；

当IB很大时，IC变得很大，不能继续随IB的增大而增大，三极管失去放大功能，表现为开关导通。

三极管核心功能：

放大功能：小电流微量变化，在大电流上放大表现出来。

开关功能：以小电流控制大电流的通断。

三极管的放大功能
IC=βIB（其中β≈ 10~400 ）
例：当基极通电流IB=50μA时，集极电流：
IC=βIB=12050μA=6000μA
微弱变化的电信号通过三极管放大成波幅度很大的电信号，如下图所示：

所以，三极管放大的是信号波幅，三极管并不能放大系统的能量。
能放大多少？哪要看三极管的放大倍数β，

A.受材料和工艺结构决定：
如硅三极管β值常用范围为：30~200
锗三极管β值常用范围为：30~100
β值越大，漏电流越大，β值过大的三极管性能不稳定。

B.受信号频率和电流大小影响：
信号频率在某一范围内，β值接近一常数，当频率越过某一数值后，β值会明显减少。

β值随集电极电流IC的变化而变化，IC为mA级别时β值较小。一般地，小功率管的放大倍数比大功率管的大。
【主要性能参数】
三极管性能参数较多，有直流、交流和极限参数之分：

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