三极管基本结构档.docx

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三极管基本结构档

三极管的基本结构档

三极管的基本结构档.txt19“明”可理解成两个月亮坐在天空，相互关怀，相互照亮，缺一不可，那源源不断的光芒是连接彼此的纽带和桥梁！

人间的长旅充满了多少凄冷孤苦，没有朋友的人是生活的黑暗中的人，没有朋友的人是真正的孤儿。

　　三极管的基本结构是两个反向连结的PN接面，如图1所示，可有pnp和npn两种组合。

三个接出来的端点依序称为发射极（emitter,E）、基极（base,B）和集电极（collector,C），名称来源和它们在三极管操作时的功能有关。

图中也显示出npn与pnp三极管的电路符号，发射极特别被标出，箭号所指的极为n型半导体，和二极体的符号一致。

在没接外加偏压时，两个pn接面都会形成耗尽区，将中性的p型区和n型区隔开。

三极管的电特性和两个pn接面的偏压有关，工作区间也依偏压方式来分类，这里我们先讨论最常用的所谓”正向活性区”（forwardactive），在此区EB极间的pn接面维持在正向偏压，而BC极间的pn接面则在反向偏压，通常用作放大器的三极管都以此方式偏压。

图2（a）为一pnp三极管在此偏压区的示意图。

EB接面的空乏区由于在正向偏压会变窄，载体看到的位障变小，射极的电洞会注入到基极，基极的电子也会注入到射极；而BC接面的耗尽区则会变宽，载体看到的位障变大，故本身是不导通的。

图2（b）画的是没外加偏压，和偏压在正向活性区两种情形下，电洞和电子的电位能的分布图。

三极管和两个反向相接的pn二极管有什么差别呢？

其间最大的不同部分就在于三极管的两个接面相当接近。

以上述之偏压在正向活性区之pnp三极管为例，射极的电洞注入基极的n型中性区，马上被多数载体电子包围遮蔽，然后朝集电极方向扩散，同时也被电子复合。

当没有被复合的电洞到达BC接面的耗尽区时，会被此区内的电场加速扫入集电极，电洞在集电极中为多数载体，很快藉由漂移电流到达连结外部的欧姆接点，形成集电极电流IC。

IC的大小和BC间反向偏压的大小关系不大。

基极外部仅需提供与注入电洞复合部分的电子流IBrec，与由基极注入射极的电子流InBE（这部分是三极管作用不需要的部分）。

InBE在射极与与电洞复合，即InBE=IErec。

pnp三极管在正向活性区时主要的电流种类可以清楚地在图3（a）中看出。

射极注入基极的电洞流大小是由EB接面间的正向偏压大小来控制，和二极体的情形类似，在启动电压附近，微小的偏压变化，即可造成很大的注入电流变化。

更精确的说，三极管是利用VEB（或VBE）的变化来控制IC，而且提供之IB远比IC小。

npn三极管的操作原理和pnp三极管是一样的，只是偏压方向，电流方向均相反，电子和电洞的角色互易。

pnp三极管是利用VEB控制由射极经基极,入射到集电极的电洞，而npn三极管则是利用VBE控制由射极经基极、入射到集电极的电子。

三极管在数字电路中的用途其实就是开关，利用电信号使三极管在正向活性区（或饱和区）与截止区间切换，就开关而言，对应开与关的状态，就数字电路而言则代表0与1（或1与0）两个二进位数字。

若三极管一直维持偏压在正向活性区，在射极与基极间微小的电信号（可以是电压或电流）变化，会造成射极与集电极间电流相对上很大的变化，故可用作信号放大器。

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）及基区的多数载流子（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。

主要参数

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。

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。

hFE

　　电流放大倍数。

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。

PCM

　　最大允许耗散功率。

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。

部分常用三极管参数

　　MPSA42NPN21E电话视频放大300V0.5A0.625W　　MPSA92PNP21E电话视频放大300V0.5A0.625W　　MPS2222ANPN21高频放大75V0.6A0.625W300MHZ　　9011NPNEBC高频放大50V30mA0.4W150MHz　　9012PNP贴片低频放大50V0.5A0.625W　　9013NPNEBC低频放大50V0.5A0.625W]　　9013NPN贴片低频放大50V0.5A0.625W　　9014NPNEBC低噪放大50V0.1A0.4W150MHZ　　9015PNPEBC低噪放大50V0.1A0.4W150MHZ　　9018NPNEBC高频放大30V50MA0.4W1GHZ　　8050NPNEBC高频放大40V1.5A1W100MHZ　　8550PNPEBC高频放大40V1.5A1W100MHZ　　2N2222NPN4A高频放大60V0.8A0.5W25/200NSβ=45　　2N2222ANPN小铁高频放大75V0.6A0.625W300MHZ　　2N2369NPN4A开关40V0.5A0.3W800MHZ　　2N2907NPN4A通用60V0.6A0.4W26/70NSβ=200　　2N3055NPN12功率放大100V15A115W　　2N3440NPN6视放开关450V1A1W15MHZ　　2N3773NPN12音频功放开关160V16A150WCOP2N6609　　2N3904NPN21E通用60V0.2Aβ=100-400　　2N3906PNP21E通用40V0.2Aβ=100-400　　2N5401PNP21E视频放大160V0.6A0.625W100MHZ　　2N5551NPN21E视频放大160V0.6A0.625W100MHZ　　2N5685NPN12音频功放开关60V50A300W　　2N6277NPN12功放开关180V50A250W　　2N6609PNP12音频功放开关160V15A150WCOP　　2N6678NPN12音频功放开关650V15A175W15MHZ　　2N6718NPN小铁音频功放开关100V2A2W50MHZ　　3DA87ANPN6视频放大100V0.1A1W　　3DG6ANPN6通用15V20mA0.1W100MHz　　3DG6BNPN6通用20V20mA0.1W150MHz　　3DG6CNPN6通用20V20mA0.1W250MHz　　3DG6DNPN6通用30V20mA0.1W150MHz　　3DG12CNPN7通用45V0.3A0.7W200MHz　　3DK2BNPN7开关30V30mA0.2W　　3DK4BNPN7开关40V0.8A0.7W　　3DK7CNPN7开关25V50mA0.3W　　3DD15DNPN12电源开关300V5A50W　　3DD102CNPN12电源开关300V5A50W　　3522V5.2V稳压管录像机用　　A634PNP28E音频功放开关40V2A10W　　A708PNP6NF/S80V0.7A0.8W　　A715CPNP29音频功放开关35V2.5A10W160MHZ　　A733PNP21通用50V0.1A180MHZ　　A741PNP4S20V0.1A　　A781PNP39B开关20V0.2AA928PNPECB通用20V1A0.25W　　A933PNP21Uni50V0.1A140MHz　　A940PNP28音频功放开关150V1.5A25W4MHZ/C2073　　A950PNP21通用30V0.8A0.6W　　A966PNP21音频激励输出30V1.5A0.9WCOP:

C2236　　A968PNP28音频功放开关60V1.5A25W100MHZ/C2238　　A1009PNPBCE功放开关350V2A15W　　A1012PNP28音频功率放60V5A25W　　A1013PNP21视频放大160V1A0.9W　　A1015PNP21通用60V0.15A0.4W8MHZ　　A1020PNP21音频开关50V2A0.9W　　A1123PNP21低噪放大150V0.05A0.75W　　A1162PNP21d通用贴片50V0.15A0.15W　　A1216PNPBCE功放开关180V17A200W20MHZ/2922　　A1220PNP29音频功放开关120V1.5A20W150MHZ/C2690　　A1265PNPBCE功放开关140V10A100W30MHZ/C3182　　A1295PNPBCE功放开关230V17A200W30MHZ/C3264　　A1301PNPBCE功放开关160V10A100W30MHZ/C3280　　A1302PNPBCE功放开关200V15A150W30MHZ/C3281　　A1358?

PNP高频120V1A10W120MHZ　　A1444PNPBCE高速电源开关100V15A30W80MHZ6　　A1494PNPBCE功放开关200V17A200W20MHZ/C3858　　A1516PNPBCE功放开关180V12A130W25MHZ　　A1668PNP28B电源开关200V2A25W20MHZ　　A1785PNPBCE驱动400V1A1W/120V1A0.9W140MH　　A1941PNPBCE功放开关140V10A100WCOP:

5198　　A1943PNPBCE功放开关230V15A150W/C5200　　A1988PNP30功放开关　　B449PNP12功放开关50V3.5A22.5W锗管　　B631KPNP29音频功放开关120V1A8W130MHZ　　B647PNP21通用120V1A0.9W140MHZ/D667　　B649PNP29视放180V1.5A1W/D669　　B669PNP28达林顿功放70V4A40W　　B673PNP28达林顿功放100V7A40W　　B675PNP28达林顿功放60V7A40W　　B688PNPBCE音频功放开关120V8A80W/D718　　B734PNP39B通用60V1A1W/D774　　B744PNP21通用30V0.1A0.25W　　B772PNP29音频功放开关40V3A10W　　B774PNP21通用30V0.1A0.25W　　B817PNP30功放开关160V12A100W/D1047　　B834PNP28功放开关60V3A30W　　B937APNP功放开关60V2A35DRAL　　B1020PNP28功放开关达林顿100V7A40Wβ=6000　　B1079PNP30达林顿功放100V20A100Wβ=5000/D1559　　B1185PNP28B功放开关60V3A25W70MHZ/D1762　　B1238PNPECB功放开关80V0.7A1W100MHZ　　B1240PNP39B功放开关40V2A1W100HZ　　B1243PNP39B功放开关40V3A1W70HZ　　B1316PNP54B驱动功放达林顿100V2A10Wβ=15000　　B1317PNPBCE音频功放180V15A150W　　B1335PNP28音频功放低噪80V4A30W　　B1375PNPBCE音频功放60V3A2W9MHZ　　B1400PNP28B达林顿功放120V6A25W　　B1429PNPBCE功放开关180V15A150W　　B1494PNPBCE达林顿功放120V25A120W　　C106NPNEBC音频功放开关60V1.5A15W　　C380NPN21高频放大35V0.03A250MHZ　　C458NPN21通用30V0.1A230MHz　　C536NPN21通用40V0.1A180MHZ　　C752NPN21通用30V0.1A300MHz　　C815NPN21通用60V0.2A0.25W　　C828NPN21通用45V0.05A0.25W　　C900NPN21低噪放大30V0.03A100MHZ　　C943NPN4A通用60V0.2A200MHZ　　C945NPN21通用50V0.1A0.5W250MHZ　　C1008NPN6通用80V0.7A0.8W50MHZ　　C1162NPN29音频功放开关35V1.5A10W　　C1213NPN39B监视器专用35V0.5A0.4W　　C1222NPN21低噪放大60V0.1A100MHZ　　C1494?

NPN40A发射36V6APQ=40W/175MHZ　　C1507NPN28视放300V0.2A15W　　C1674NPN21HF/ZF30V0.02A600MHz　　C1815NPN21通用60V0.15A0.4W8MHZ　　C1855NPN21fHF/ZF20V0.02A550MHz　　C1875NPN12彩行1500V3.5A50W　　C1906NPN21高频放大30V0.05A1000MHZ　　C1942NPN12彩行1500V3A50W　　C1959NPN21通用30V0.4A0.5W300MHz　　C1970NPN28手机发射40V0.6APQ=1.3W/175MHZ　　C1971NPN28A手机发射35V2.0APQ=7.0W/175MHZ　　C1972NPN28A手机发射35V3.5APQ=15W/175MHZ　　C2012NPN21HF30V0.03A200MHZ　　C2027NPN12行管1500V5A50W　　C2068NPN28E视频放大300V0.05A1.5W80MHZ　　C2073NPN28功率放大150V1.5A25W4MHZ/A940　　C2078NPN28音频功放开关80V3A10W150MHZ　　C2120NPN21通用30V0.8A0.6W　　C2228NPN21视频放大160V0.05A0.75W　　C2230NPN21视频放大200V0.1A0.8W　　C2233NPN28音频功放开关200V4A40W　　C2236NPN21通用30V1.5A0.9W/A966　　C2238NPN28音频功放开关160V1.5A25W100MHZ　　C2320NPN21通用50V0.2A0.3W200MHZ　　C2335NPN28视频功放500V7A40W　　C2373NPN28功放200V7.5A40W　　C2383NPN21视频开关160V1A0.9W/A1015　　C2443NPN大铁功放开关600V50A400W　　C2481NPN29音频功放开关150V1.5A20W　　C2482NPN21视频放大300V0.1A0.9W　　C2500NPN21通用30V2A0.9W150MHZ　　C2594NPN29音频功放开关40V5A10W　　C2611NPN29视频放大300V0.1A1.25W　　C2625NPN30音频功放开关450V10A80W　　C2682NPN29NF/Vid180V0.1A8W　　C2688NPN29视放管300V0.2A10W80MHZ　　C2690NPN29音频功放开关120V1.2A20W　　C2751NPNBCE电源开关500V15A120Wβ=40　　C2837NPN30音频功放开关150V10A100W　　C2898NPN28音频功放开关500V8A50W　　C2922NPN43音频功放开关180V17A200W50MHZ/A1216　　C3026NPN12开关管1700V5A50Wβ=20　　C3030NPNBCE开关管达林顿900V7A80Wβ=15　　C3039NPN28电源开关500V7A50Wβ=40　　C3058NPN12开关管600V30A200Wβ=15　　C3148NPN　　C2500NPN21通用30V2A0.9W150MHZ　　C2594NPN29音频功放开关40V5A10W　　C2611NPN29视频放大300V0.1A1.25W　　C2625NPN30音频功放开关450V10A80W　　C2682NPN29NF/Vid180V0.1A8W　　C2688NPN29视放管300V0.2A10W80MHZ　　C2690NPN29音频功放开关120V1.2A20W150MHZ/A1220P　　C2751NPNBCE电源开关500V15A120Wβ=40　　C2837NPN30音频功放开关150V10A100W　　C2898NPN28音频功放开关500V8A50W　　C2922NPN43音频功放开关180V17A200W50MHZ/A1216　　C3026NPN12开关管1700V5A50Wβ=20　　C3030NPNBCE开关管达林顿900V7A80Wβ=15　　C3039NPN28电源开关500V7A50Wβ=40　　C3058NPN12开关管600V30A200Wβ=15　　C3148NPN28电源开关900V3A40Wβ=15　　C3150NPN28电源开关900V3A50Wβ=15　　C3153NPN30电源开关900V6A100Wβ=15　　C3182NPN30功放开关140V10A100Wβ=95/A1265　　C3198NPN21高频放大60V0.15A0.4W130MHZ　　C3262NPNBCE达林顿功放800V10A100W　　C3264NPNBCEPA功放开关230V17A200Wβ=170/A1295　　C3280NPN30音频功放开关160V12A120Wβ=100　　C3281NPN30音频功放开关200V15A150W30MHZβ=100　　C3300NPN30音频功放开关100V15A100Wβ=600　　C3310NPN28C电源开关500V5A40W　　C3320NPN28C电源开关500V15A80Wβ=15　　C3355NPN21F高频放大20V0.1A6500MHZG　　C3358NPN40B高频放大20V0.1A7000MHZ　　C3457NPNBCE电源开关1100V3A50Wβ=12uN　　C3460NPNBCE电源开关1100V6A100Wβ=12　　C3466NPNBCE电源开关1200V8A120Wβ=10　　C3505NPN28B电源开关900V6A80Wβ=20　　C3527NPNBCE电源开关500V15A100Wβ=13　　C3528NPNBCE电源开关500V20A150Wβ=13　　C3595NPN29射频30V0.5A1.2Wβ=90　　C3679NPNBCE电源开关900V5A100W6MHZ　　C3680NPNBCE电源开关900V7A120W6MHZ　　C3688NPNBCE彩行1500V10A150W　　C3720NPNBCE彩行1200V10A200W　　C3783NPNBCE高压高速开关900V5A100W　　C3795NPNBCE高压高速开关900V5A2W8MHz　　C3807NPNBCE