1、三極管簡易解釋初學者必看三極管是由兩個 PN 結構成的半導體器件，如果我們用兩只二極管按一定的方式連接起來（見圖 1）,能不能組成一個三極管呢？一M,bP 鱉a岡cMLINFNV老師：這個問題很多初學者都會提出來。三極管絕不是兩個 PN 結的簡單湊合,二極管的組合不能形成一個三極管。我們NPN 型三極管為例（見圖 2）,兩個 PN基區，基區做得極薄，只有幾微米到幾十微米，正是靠著它把兩個 PN 結有機地結合成一個不可分割的整體，它們之間存在著相互聯系和相互影響，使三極管完全不同于兩個單獨的 PN 結的特性。三極管在外加電壓的作用下，形兩個結共用了一個 P 區成基極電流、集電極電流和發射極電流，

2、成為同電流放大器件。老師：三極管內部進行的物理過程是十分復雜的，初學者暫時不必去深入探討。從應用的角度來講，可把三極管看作是一個電流分配器。一個三極管制成后，它的三個電流之間的比例關系就大體上確定了（見圖 3）,用式子來表示就是一IeIb+ItIt-/ltj=3或IJaB 和 a 稱為三極管的電流分配系數，其中 B 值大家比較熟悉，都管它叫電流放大系數。三個電流中，有一個電流發生變化，另外兩個電流也會隨著按比例地變化。例如，基極電流的變化量 AIb=10,3=50,根據 AIc=BAIb 的關系式，集電極電流的變化量 AIc=50X10=500A，實現了電流放大。同學：為什么在三極管內部能夠把

3、基極電流變成比它大 B 倍的集電極電流呢？老師：這個問題問得好。三極管自身并不能把小電流變成大電流，它僅僅起著一種控制作用，控制著電路里的電源，按確定的比例向三極管提供 Ib、Ic 和 Ie 這三個電流。為了容易理解，我們還是用水流比喻電流（見圖 4）。這是粗、細兩根水管，粗的管子內裝有閘門，這個閘門是由細的管子中的水量控制著它的開啟程度。如果細管子中沒有水流，粗管子中的閘門就會關閉。注入細管子中的水量越大，閘門就開得越大，相應地流過粗管子的水就越多，這就體現出小控制大，弱控制強”的道理。2由圖可見，細管子的水與粗管子的水在下端匯合在一根管子中。三極管的基極 b、集電極 c 和發射極 e 就對

4、應著圖 4 中的細管、粗管和粗細交匯的管子。電路見圖 5,若給三極管外加一定的電壓，就會產生電流 Ib、Ic 和 Ie。調節電位器 RP 改變基極電流 Ib,Ic 也隨之變化。由于 Ic=3Ib,所很小的 Ib 控制著比它大 B 倍的 Ic。Ic 不是由三極管產生的，是由電源 VCC 在 Ib 的控制下提供的，所說三極管起著能量轉換作用。同學：為了得到比較高的放大倍數，選擇三極管時是不是 B 越大越好？老師：單純從放大”的角度來看，我們當然希望 B 值越大越好?？墒?，三極管接成共發射極放大電路（圖 6）時，從管子的集電極 c 到發射極 e 總會產生一有害的漏電流，稱為穿透電流Iceo,它的大小

5、與 B 值近似成正比，B 值越大，Iceo 就越大。Iceo 這種寄生電流不受 Ib 控制，卻成為集電極電流 Ic 的一部分，Ic=（3Ib+Iceo。值得注意的是，Iceo跟溫度有密切的關系，溫度升高，Iceo 急劇變大，破壞了放大電路工作的穩定性。所，選擇三極管時，并不是 B 越大越好，一般取硅管 3為 40150,楮管取 4080o老師：在常溫下，楮管的穿透電流比較大，一般由幾十微安到幾百微安，硅管的穿透電流就比較小，一般只有零點幾微安到幾微安。Iceo 雖然不大，卻與溫度有著密切的關系，它們遵循著所謂的加倍規則”，這就是溫度每升高 10C,Iceo 約增大一倍例如，某楮管在常溫 20C

6、 時，Iceo 為 20A,在使用中管芯溫度上升到 50C,Iceo 就增大到 160A右。測量 Iceo 的電路很簡單（圖 7）,三極管的基極開路,在集電極與發射極之間接入電源 VCC（6V）,串聯在電路中的電流表（可用萬用表同學：三極管的 B 是不是一個不變的常數呢?老師：嚴格地說，三極管的 B 值不是一個不變的常數。在實際使用中，調整三極管的集電極電流 I,B 值會隨著發生變化（圖 8）。一般說來，在 Ic 很?。ɡ鐜资玻┗蚝艽螅唇咏姌O最大允電流 ICM）時，B 值都比較小，在 1mA 上相當寬的范圍內，小功率管的 B 值都比較大，所，同學們在調試放大電路時，要確定合適的工作

7、電流 Ic,獲得最佳放大狀態。另外，B 值也和三極管的其它參數一樣，跟溫度有密切的關系。溫度升高，B 值相應變大。一般溫度每升高 1C,B 值增加0.5%1%。中的 0.1mA 擋）所指示的國家規定，f3MHz 的為低頻管,fa3MHz 的為高頻管同學：為了保證三極管的 B 值不致下降太多，在使用中怎樣對它的集電極電流進行限制呢？老師：三極管有一個極限參數叫集電極最大允許電流，用 ICM 表示。ICM 常稱為三極管的額定電流，所人們常常誤認為超過了 ICM 值，由于過熱會把管子燒壞。實工際上，規定 ICM 值是為避免集電極電流太大時引起 B 值下降過多。一般把 B 值降低到它的最大值一半左右時

8、的集電極電流定為集電極最大允許電流ICM。同學：三極管為什么分成高頻管和低頻管？老師：正好可向大家進一步說明，三極管的電流放大系數 B 值還與電路的工作頻率有關。在一定的頻率范圍內，可認為 B 值是不隨頻率變化的(圖 9),可是當頻率升高到超過某一數值后，3 值就會明顯下降。為了保證三極管在高頻時仍然具有足夠的放大能力，人們規定：當頻率升高到使 B 值下降到低頻(1000Hz)值 30 的0.707 倍時，所對應的頻率稱為 B 截止頻率，用 f 誄示。f 僦是三極管接成共發射極電路時所允許的最高工作頻率。同學：怎樣劃分低頻管和高頻管呢？老師：回答這個問題，還需要多說幾句。剛剛提到的三極管 B

9、截止頻率 f 昵在三極管接成共發射極放大電路時測定的。如果三極管接成共基極電路，隨著頻率的升高，其電流放大系數 a(a=Ic/Ie)值下降到低頻(1000Hz)值 a0 的 0.707 倍時，所對應的頻率稱為 a 截止頻率，用 f0a 示(圖 10)。fa 反映了三極管共基極運用時的頻率限制。在三極管產品系列中，常根據 fa 的大小劃分低頻管和高頻管。1000.I1w老師：當頻率高于 fB 值后，繼續升高頻率，B 值將隨之下降，直到 3=1,三極管就失去了放大能力。為此，人們規定：在高頻條件下，3=1 時所對應的頻率，稱為特征頻率，用 fT 表示。fT 常作為標志三極管頻率特性好壞的重要參數。在選擇三極管時，應使管子的特征頻率 fT 比實際工作頻率高出 35 倍。