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三极管百科

三极管

百科名片

三极管

三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管,晶体三极管,是一种电流控制电流的半导体器件.其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号,也用作无触点开关。

目录

三极管的发明

工作原理

三极管的分类:

三极管的主要参数

1.a.特征频率fT

2.b.工作电压/电流

3.c.hFE

4.d.VCEO

5.e.PCM

6.f.封装形式

判断基极和三极管的类型

1.三极管的符号

2.三极管的命名

3.三极管的选型与替换

测判三极管的口诀

1.1：

三颠倒，找基极

2.2：

PN结，定管型

3.3：

顺箭头，偏转大

4.4：

测不出，动嘴巴

三极管的发明

工作原理

三极管的分类:

三极管的主要参数

1.a.特征频率fT

2.b.工作电压/电流

3.c.hFE

4.d.VCEO

5.e.PCM

6.f.封装形式

判断基极和三极管的类型

1.三极管的符号

2.三极管的命名

3.三极管的选型与替换

测判三极管的口诀

1.1：

三颠倒，找基极

2.2：

PN结，定管型

3.3：

顺箭头，偏转大

4.4：

测不出，动嘴巴

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　　什么是三极管　（也称晶体管）在中文含义里面只是对三个引脚的放大器件的统称，我们常说的三极管，可能是如图所示的几种器件，

　　可以看到，虽然都叫三极管，其实在英文里[1]面的说法是千差万别的，三极管这个词汇其实也是中文特有的一个象形意义上的的词汇

　　电子三极管Triode这个是英汉字典里面“三极管”这个词汇的唯一英文翻译，这是和电子三极管最早出现有关系的，所以先入为主，也是真正意义上的三极管这个词最初所指的物品。

其余的那些被中文里叫做三极管的东西，实际翻译的时候是绝对不可以翻译成Triode的，否则就麻烦大咯，严谨的说，在英文里面根本就没有三个脚的管子这样一个词汇！

！

！

　　电子三极管Triode（俗称电子管的一种）

　　双极型晶体管BJT（BipolarJunctionTransistor）

　　J型场效应管JunctiongateFET（FieldEffectTransistor）

　　金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET（MetalOxideSemi-ConductorFieldEffectTransistor）英文全称

　　V型槽场效应管VMOS（VerticalMetalOxideSemiconductor）

　　注：

这三者看上去都是场效应管，其实结构千差万别

　　J型场效应管金属氧化物半导体场效应晶体管V沟道场效应管是单极（Unipolar）结构的，是和双极（Bipolar）是对应的，所以也可以统称为单极晶体管（UnipolarJunctionTransistor）

　　其中J型场效应管是非绝缘型场效应管，MOSFET和VMOS都是绝缘型的场效应管

　　VMOS是在MOS的基础上改进的一种大电流，高放大倍数（跨道）新型功率晶体管，区别就是使用了V型槽，使MOS管的放大系数和工作电流大幅提升，但是同时也大幅增加了MOS的输入电容，是MOS管的一种大功率改经型产品，但是结构上已经与传统的MOS发生了巨大的差异。

VMOS只有增强型的而没有MOS所特有的耗尽型的MOS管

编辑本段

三极管的发明

　　1947年12月23日，美国新泽西州墨累山的贝尔实验室里，3位科学家——巴丁博士、布菜顿博士和肖克莱博士在紧张而又有条不紊地做着实验。

他们在导体电路中正在进行用半导体晶体把声音信号放大的实验。

3位科学家惊奇地发现，在他们发明的器件中通过的一部分微量电流，竟然可以控制另一部分流过的大得多的电流，因而产生了放大效应。

这个器件，就是在科技史上具有划时代意义的成果——晶体管。

因它是在圣诞节前夕发明的，而且对人们未来的生活发生如此巨大的影响，所以被称为“献给世界的圣诞节礼物”。

另外这３位科学家因此共同荣获了1956年诺贝尔物理学奖。

　　晶体管促进并带来了“固态革命”，进而推动了全球范围内的半导体电子工业。

作为主要部件，它及时、普遍地首先在通讯工具方面得到应用，并产生了巨大的经济效益。

由于晶体管彻底改变了电子线路的结构，集成电路以及大规模集成电路应运而生，这样制造像高速电子计算机之类的高精密装置就变成了现实。

编辑本段

工作原理

　　晶体三极管（以下简称三极管）按材料分有两种：

锗管和硅管。

而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管，（其中，N表示在高纯度硅中加入磷，是指取代一些硅原子，在电压刺激下产生自由电子导电，而p是加入硼取代硅，产生大量空穴利于导电）。

两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的，下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。

　　对于NPN管，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极c。

　　当b点电位高于e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而C点电位高于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。

　　在制造三极管时，有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的，同时基区做得很薄，而且，要严格控制杂质含量，这样，一旦接通电源后，由于发射结正偏，发射区的多数载流子（电子）极基区的多数载流子（空穴）很容易地越过发射结互相向对方扩散，但因前者的浓度基大于后者，所以通过发射结的电流基本上是电子流，这股电子流称为发射极电流了。

　　由于基区很薄,加上集电结的反偏，注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电集电流Ic，只剩下很少（1-10%）的电子在基区的空穴进行复合，被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补给，从而形成了基极电流Ibo.根据电流连续性原理得：

　　Ie=Ib+Ic

　　这就是说，在基极补充一个很小的Ib，就可以在集电极上得到一个较大的Ic，这就是所谓电流放大作用，Ic与Ib是维持一定的比例关系，即：

　　β1=Ic/Ib

　　式中：

β1--称为直流放大倍数，

　　集电极电流的变化量△Ic与基极电流的变化量△Ib之比为：

　　β=△Ic/△Ib

　　式中β--称为交流电流放大倍数，由于低频时β1和β的数值相差不大，所以有时为了方便起见，对两者不作严格区分，β值约为几十至一百多。

　　三极管是一种电流放大器件，但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用，通过电阻转变为电压放大作用。

　　三极管放大时管子内部的工作原理

　　1、发射区向基区发射电子

　　电源Ub经过电阻Rb加在发射结上，发射结正偏，发射区的多数载流子（自由电子）不断地越过发射结进入基区，形成发射极电流Ie。

同时基区多数载流子也向发射区扩散，但由于多数载流子浓度远低于发射区载流子浓度，可以不考虑这个电流，因此可以认为发射结主要是电子流。

　　2、基区中电子的扩散与复合

　　电子进入基区后，先在靠近发射结的附近密集，渐渐形成电子浓度差，在浓度差的作用下，促使电子流在基区中向集电结扩散，被集电结电场拉入集电区形成集电极电流Ic。

也有很小一部分电子（因为基区很薄）与基区的空穴复合，扩散的电子流与复合电子流之比例决定了三极管的放大能力。

　　3、集电区收集电子

　　由于集电结外加反向电压很大，这个反向电压产生的电场力将阻止集电区电子向基区扩散，同时将扩散到集电结附近的电子拉入集电区从而形成集电极主电流Icn。

另外集电区的少数载流子（空穴）也会产生漂移运动，流向基区形成反向饱和电流，用Icbo来表示，其数值很小，但对温度却异常敏感。

编辑本段

三极管的分类:

　　a.按材质分:

硅管、锗管

　　b.按结构分:

NPN、PNP。

如图所示

。

　　c.按功能分:

开关管、功率管、达林顿管、光敏管等.

贴片三极管

d.按功率分：

小功率管、中功率管、大功率管

　　e.按工作频率分：

低频管、高频管、超频管

　　f.按结构工艺分：

合金管、平面管

　　g.按安装方式:

插件三极管、贴片三极管

插件三极管

编辑本段

三极管的主要参数

a.特征频率fT

　　:

当f=fT时,三极管完全失去电流放大功能.如果工作频率大于fT,电路将不正常工作.

b.工作电压/电流

　　用这个参数可以指定该管的电压电流使用范围.

c.hFE

　　电流放大倍数.

d.VCEO

　　集电极发射极反向击穿电压,表示临界饱和时的饱和电压.

e.PCM

　　最大允许耗散功率.

f.封装形式

　　指定该管的外观形状,如果其它参数都正确，封装不同将导致组件无法在电路板上实现.

编辑本段

判断基极和三极管的类型

　　三极管的脚位判断，三极管的脚位有两种封装排列形式，如右图：

三极管是一种结型电阻器件，它的三个引脚都有明显的电阻数据，测试时（以数字万用表为例，红笔+，黒笔-）我们将测试档位切换至二极管档（蜂鸣档）标志符号如右图：

正常的NPN结构三极管的基极（B）对集电极（C）、发射极（E）的正向电阻是430Ω-680Ω（根据型号的不同，放大倍数的差异，这个值有所不同）反向电阻无穷大；正常的PNP结构的三极管的基极（B）对集电极（C）、发射极（E）的反向电阻是430Ω-680Ω，正向电阻无穷大。

集电极C对发射极E在不加偏流的情况下，电阻为无穷大。

基极对集电极的测试电阻约等于基极对发射极的测试电阻，通常情况下，基极对集电极的测试电阻要比基极对发射极的测试电阻小5-100Ω左右（大功率管比较明显），如果超出这个值，这个元件的性能已经变坏，请不要再使用。

如果误使用于电路中可能会导致整个或部分电路的工作点变坏，这个元件也可能不久就会损坏，大功率电路和高频电路对这种劣质元件反应比较明显。

　　尽管封装结构不同，但与同参数的其它型号的管子功能和性能是一样的，不同的封装结构只是应用于电路设计中特定的使用场合的需要。

　　要注意有些厂家生产一些不规范元件，例如C945正常的脚位是BCE，但有的厂家出的此元件脚位排列却是EBC，这会造成那些粗心的工作人员将新元件在未检测的情况下装入电路，导致电路不能工作，严重时烧毁相关联的元器件，比如电视机上用的开关电源。

在我们常用的万用表中，测试三极管的脚位排列图：

　　先假设三极管的某极为“基极”,将黑表笔接在假设基极上,再将红表笔依次接到其余两个电极上,若两次测得的电阻都大（约几K到几十K）,或者都小（几百至几K）,对换表笔重复上述测量,若测得两个阻值相反（都很小或都很大）,则可确定假设的基极是正确的,否则另假设一极为“基极”,重复上述测试,以确定基极.

　　当基极确定后,将黑表笔接基极,红表笔笔接其它两极若测得电阻值都很少,则该三极管为NPN,反之为PNP.

　　判断集电极C和发射极E,以NPN为例:

　　把黑表笔接至假设的集电极C,红表笔接到假设的发射极E,并用手捏住B和C极,读出表头所示C,E电阻值,然后将红,黑表笔反接重测.若第一次电阻比第二次小,说明原假设成立.

　　体三极管的结构和类型

　　晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。

三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，