三極管全稱應(yīng)為半導(dǎo)體三極管,也稱雙極型晶體管、晶體三極管,是一種控制電流的半導(dǎo)體器件。其作用是把微弱信號(hào)放大成幅度值較大的電信號(hào),也用作無觸點(diǎn)開關(guān)。
三極管是半導(dǎo)體基本元器件之一,具有電流放大作用,是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個(gè)相距很近的PN結(jié),兩個(gè)PN結(jié)把整塊半導(dǎo)體分成三部分,中間部分是基區(qū),兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū),排列方式有PNP和NPN兩種。
三極管的使用:
選用晶體管一要符合設(shè)備及電路的要求,二要符合節(jié)約的原則。根據(jù)用途的不同,一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素:工作頻率、集電極電流、耗散功率、電流放大系數(shù)、反向擊穿電壓、穩(wěn)定性及飽和壓降等。這些因素又具有相互制約的關(guān)系,在選管時(shí)應(yīng)抓住主要矛盾,兼顧次要因素。
低頻管的特征頻率fT一般在2.5MHz以下,而高頻管的fT都從幾十兆赫到幾百兆赫甚至更高。選管時(shí)應(yīng)使fT為工作頻率的3~10倍。原則上講,高頻管可以代換低頻管,但是高頻管的功率一般都比較小,動(dòng)態(tài)范圍窄,在代換時(shí)應(yīng)注意功率條件。
一般希望β選大一些,但也不是越大越好。β太高了容易引起自激振蕩,何況一般β高的管子工作多不穩(wěn)定,受溫度影響大。通常β多選40~100之間,但低噪聲高β值的管子(如1815、9011~9015等),β值達(dá)數(shù)百時(shí)溫度穩(wěn)定性仍較好。另外,對(duì)整個(gè)電路來說還應(yīng)該從各級(jí)的配合來選擇β。例如前級(jí)用β高的,后級(jí)就可以用β較低的管子;反之,前級(jí)用β較低的,后級(jí)就可以用β較高的管子。
集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓UCEO應(yīng)選得大于電源電壓。穿透電流越小,對(duì)溫度的穩(wěn)定性越好。普通硅管的穩(wěn)定性比鍺管好得多,但普通硅管的飽和壓降較鍺管為大,在某些電路中會(huì)影響電路的性能,應(yīng)根據(jù)電路的具體情況選用,選用晶體管的耗散功率時(shí)應(yīng)根據(jù)不同電路的要求留有一定的余量。
對(duì)高頻放大、中頻放大、振蕩器等電路用的晶體管,應(yīng)選用特征頻率fT高、極間電容較小的晶體管,以保證在高頻情況下仍有較高的功率增益和穩(wěn)定性
三極管放大原理:
1、發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子
電源Ub經(jīng)過電阻Rb加在發(fā)射結(jié)上,發(fā)射結(jié)正偏,發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子(自由電子)不斷地越過發(fā)射結(jié)進(jìn)入基區(qū),形成發(fā)射極電流Ie。同時(shí)基區(qū)多數(shù)載流子也向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散,但由于多數(shù)載流子濃度遠(yuǎn)低于發(fā)射區(qū)載流子濃度,可以不考慮這個(gè)電流,因此可以認(rèn)為發(fā)射結(jié)主要是電子流。
2、基區(qū)中電子的擴(kuò)散與復(fù)合
電子進(jìn)入基區(qū)后,先在靠近發(fā)射結(jié)的附近密集,漸漸形成電子濃度差,在濃度差的作用下,促使電子流在基區(qū)中向集電結(jié)擴(kuò)散,被集電結(jié)電場(chǎng)拉入集電區(qū)形成集電極電流Ic。也有很小一部分電子(因?yàn)榛鶇^(qū)很薄)與基區(qū)的空穴復(fù)合,擴(kuò)散的電子流與復(fù)合電子流之比例決定了三極管的放大能力。
3、集電區(qū)收集電子
由于集電結(jié)外加反向電壓很大,這個(gè)反向電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)力將阻止集電區(qū)電子向基區(qū)擴(kuò)散,同時(shí)將擴(kuò)散到集電結(jié)附近的電子拉入集電區(qū)從而形成集電極主電流Icn。
另外集電區(qū)的少數(shù)載流子(空穴)也會(huì)產(chǎn)生漂移運(yùn)動(dòng),流向基區(qū)形成反向飽和電流,用Icbo來表示,其數(shù)值很小,但對(duì)溫度卻異常敏7a64e78988e69d8331333431356633感。