一、电流放大

下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示，我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib；把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流 Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制（假设电源 能够提供给集电极足够大的电流的话），并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变 化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数（β一般远大于1，例如几十，几百）。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射 极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。

 

二、偏置电路

三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性（相当于一个二极管），基极电流必须在输入电压 大到一定程度后才能产生（对于硅管，常取0.7V）。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时，基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比 0.7V要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变（因为小于0.7V时，基极电流都是0）。如果我们事先在三极管的基极上加上一 个合适的电流（叫做偏置电流，上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的，所以它被叫做基极偏置电阻），那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小 信号就会导致基极电流的变化，而基极电流的变化，就会被放大并在集电极上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求，如果没有加偏置，那么只有对那些增加的 信号放大，而对减小的信号无效（因为没有偏置时集电极电流为0，不能再减小了）。而加上偏置，事先让集电极有一定的电流，当输入的基极电流变小时，集电极 电流就可以减小；当输入的基极电流增大时，集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。

 

三、开关作用

下面说说三极管的饱和情况。像上面那样的图，因为受到电阻 Rc的限制（Rc是固定值，那么最大电流为U/Rc，其中U为电源电压），集电极电流是不能无限增加下去的。当基极电流的增大，不能使集电极电流继续增大 时，三极管就进入了饱和状态。一般判断三极管是否饱和的准则是：Ib*β〉Ic。进入饱和状态之后，三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小，可以理解为 一个开关闭合了。这样我们就可以拿三极管来当作开关使用：当基极电流为0时，三极管集电极电流为0（这叫做三极管截止），相当于开关断开；当基极电流很 大，以至于三极管饱和时，相当于开关闭合。如果三极管主要工作在截止和饱和状态，那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。

 

四、工作状态

如果我们在上面这个图中，将电阻Rc换成一个灯泡，那么当基极电流为0时，集电极电流为0，灯泡灭。如果基极电流比较大时（大于流过灯泡的电流除以三极管 的放大倍数 β），三极管就饱和，相当于开关闭合，灯泡就亮了。由于控制电流只需要比灯泡电流的β分之一大一点就行了，所以就可以用一个小电流来控制一个大电流的通 断。如果基极电流从0慢慢增加，那么灯泡的亮度也会随着增加（在三极管未饱和之前）。

 

半导体三极管也称为晶体三极管，可以说它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。三极管顾名思义具有三个电极。二极管是由一个PN结构成的，而三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极(用字母b表示)。其他的两个电极成为集电极(用字母c表示)和发射极(用字母e表示)。由于不同的组合方式，形成了一种是NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管。

  三极管的种类很多，并且不同型号各有不同的用途。三极管大都是塑料封装或金属封装，常见三极管的外观，有一个箭头的电极是发射极，箭头朝外的是NPN型三极管，而箭头朝内的是PNP型。实际上箭头所指的方向是电流的方向。   

  电子制作中常用的三极管有90××系列，包括低频小功率硅管9013(NPN)、9012(PNP)，低噪声管9014(NPN)，高频小功率管9018(NPN)等。它们的型号一般都标在塑壳上，而样子都一样，都是TO-92标准封装。在老式的电子产品中还能见到3DG6(低频小功率硅管)、3AX31(低频小功率锗管)等，它们的型号也都印在金属的外壳上。我国生产的晶体管有一套命名规则，电子工程技术人员和电子爱好者应该了解三极管符号的含义。

符号的第一部分“3”表示三极管。符号的第二部分表示器件的材料和结构：A——PNP型锗材料；B——NPN型锗材料；C——PNP型硅材料；D——NPN型硅材料。符号的第三部分表示功能：U——光电管；K——开关管；X——低频小功率管；G——高频小功率管；D——低频大功率管；A——高频大功率管。另外，3DJ型为场效应管，BT打头的表示半导体特殊元件。

 

三极管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号，当然这种转换仍然遵循能量守恒，它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。三极管有一个重要参数就是电流放大系数 b。当三极管的基极上加一个微小的电流时，在集电极上可以得到一个是注入电流b 倍的电流，即集电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化，并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化，这就是三极管的放大作用。

  三极管还可以作电子开关，配合其它元件还可以构成振荡器。

 

 

 

  Z304三极管的主要参数及极性判别

  1． 常用小功率三极管的主要参数

  常用小功率三极管的主要参数，参见表B311。

 

三极管电极和管型的判别

  (1) 目测法

  ① 管型的判别

  一般，管型是NPN还是PNP应从管壳上标注的型号来辨别。依照部颁标准，三极管型号的第二位(字母)，A、C表示PNP管，B、D表示NPN管，例如：

  3AX 为PNP型低频小功率管 3BX 为NPN型低频小功率管

  3CG 为PNP型高频小功率管 3DG 为NPN型高频小功率管

  3AD 为PNP型低频大功率管 3DD 为NPN型低频大功率管

  3CA 为PNP型高频大功率管 3DA 为NPN型高频大功率管

  此外有国际流行的9011～9018系列高频小功率管，除9012和9015为PNP管外，其余均为NPN型管。

  ② 管极的判别

  常用中小功率三极管有金属圆壳和塑料封装(半柱型)等外型，图T305介绍了三种典型的外形和管极排列方式。

 

   (2) 用万用表电阻档判别

  三极管内部有两个PN结，可用万用表电阻档分辨e、b、c三个极。在型号标注模糊的情况下，也可用此法判别管型。

  ① 基极的判别

  判别管极时应首先确认基极。对于NPN管，用黑表笔接假定的基极，用红表笔分别接触另外两个极，若测得电阻都小，约为几百欧~几千欧；而将黑、红两表笔对调，测得电阻均较大，在几百千欧以上，此时黑表笔接的就是基极。PNP管，情况正相反，测量时两个PN结都正偏的情况下，红表笔接基极。

  实际上，小功率管的基极一般排列在三个管脚的中间，可用上述方法，分别将黑、红表笔接基极，既可测定三极管的两个PN结是否完好(与二极管PN结的测量方法一样)，又可确认管型。

 

  ② 集电极和发射极的判别

  确定基极后，假设余下管脚之一为集电极c，另一为发射极e，用手指分别捏住c极与b极(即用手指代替基极电阻Rb)。同时，将万用表两表笔分别与c、e接触，若被测管为NPN，则用黑表笔接触c极、用红表笔接e极(PNP管相反)，观察指针偏转角度；然后再设另一管脚为c极，重复以上过程，比较两次测量指针的偏转角度，大的一次表明IC大，管子处于放大状态，相应假设的c、e极正确。

 

三极管性能的简易测量

  (1) 用万用表电阻档测ICEO和β

  基极开路，万用表黑表笔接NPN管的集电极c、红表笔接发射极e(PNP管相反)，此时c、e间电阻值大则表明ICEO小，电阻值小则表明ICEO大。

  用手指代替基极电阻Rb，用上法测c、e间电阻，若阻值比基极开路时小得多则表明 β值大。

  (2) 用万用表hFE档测β

  有的万用表有hFE档，按表上规定的极型插入三极管即可测得电流放大系数β，若β很小或为零，表明三极管己损坏，可用电阻档分别测两个PN结，确认是否有击穿或断路。

 

  4．半导体三极管的选用

  选用晶体管一要符合设备及电路的要求，二要符合节约的原则。根据用途的不同，一般应考虑以下几个因素：工作频率、集电极电流、耗散功率、电流放大系数、反向击穿电压、稳定性及饱和压降等。这些因素又具有相互制约的关系，在选管时应抓住主要矛盾，兼顾次要因素。

  低频管的特征频率fT一般在2.5MHz以下，而高频管的fT都从几十兆赫到几百兆赫甚至更高。选管时应使fT为工作频率的3～10倍。原则上讲，高频管可以代换低频管，但是高频管的功率一般都比较小，动态范围窄，在代换时应注意功率条件。

 

  一般希望β选大一些，但也不是越大越好。β太高了容易引起自激振荡，何况一般β高的管子工作多不稳定，受温度影响大。通常β多选40～100之间，但低噪声高β值的管子(如1815、9011~9015等)，β值达数百时温度稳定性仍较好。另外，对整个电路来说还应该从各级的配合来选择β。例如前级用β高的，后级就可以用β较低的管子；反之，前级用β较低的，后级就可以用β较高的管子。  

  集电极-发射极反向击穿电压UCEO应选得大于电源电压。穿透电流越小，对温度的稳定性越好。普通硅管的稳定性比锗管好得多，但普通硅管的饱和压降较锗管为大，在某些电路中会影响电路的性能，应根据电路的具体情况选用，选用晶体管的耗散功率时应根据不同电路的要求留有一定的余量。

  对高频放大、中频放大、振荡器等电路用的晶体管，应选用特征频率fT高、极间电容较小的晶体管，以保证在高频情况下仍有较高的功率增益和稳定性。

光敏三极管在原理上类似于晶体管，只是它的集电结为光敏二极管结构。它的等效电路见图T313。由于基极电流可由光敏二极管提供，故一般没有基极外引线(有基极外引线的产品便于调整静态工作点)。

如在光敏三极管集电极c和发射极e之间加电压，使集电结反偏，则在无光照时，c、e 间只有漏电流ICEO，称为暗电流，大小约为0.3 μA。有光照时将产生光电流IB，同时IB被“放大”形成集电极电流IC，大小在几百微安到几毫安之间。

  光敏三极管的输出特性和晶体管类似，只是用入射光的照度来代替晶体管输出特性曲线中的IB。光敏三极管制成达林顿形式时，可获得很大的输出电流而能直接驱动某些继电器。

光敏三极管的缺点是响应速度(约5 ～ 10μs)比光敏二极管(几百毫微秒)慢，转换线性差，在低照度或高照度时，光电流放大系数  值变小。

  使用光敏三极管时，除了管子实际运行时的电参数不能超限外，还应考虑入射光的强度是否恰当，其光谱范围是否合适。过强的入射光将使管芯的温度上升，影响工作的稳定性，不合光谱的入射光，将得不到所希望的光电流。例如：硅光敏三极管的光谱响应范围为0.4 ～ 1.1 μm波长的光波，若用荧光灯作光源，结果就很不理想。

  另外，在实际选用光敏三极管时，应注意按参数要求选择管型。如要求灵敏度高，可选用达林顿型光敏三极管；如要求响应时间快，对温度敏感性小，就不选用光敏三极管而选用光敏二极管。探测暗光一定要选择暗电流小的管子，同时可考虑有基极引出线的光敏三极管，通过偏置取得合适的工作点，提高光电流的放大系数。例如，探测10-3勒克斯的弱光，光敏三极管的暗电流必须小于0.1 nA。

 

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PNP两种三极管，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。

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。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（控穴）很容易地截越过发射结构互相向反方各扩散，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Ie。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重新补纪念给，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：β--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。

晶体三极管 - 主要作用

 

晶体三极管

三极管是一种控制元件，主要用来控制电流的大小，以共发射极接法为例（信号从基极输入，从集电极输出，发射极接地），当基极电压UB有一个微小的变化时，基极电流IB也会随之有一小的变化，受基极电流IB的控制，集电极电流IC会有一个很大的变化，基极电流IB越大，集电极电流IC也越大，反之，基极电流越小，集电极电流也越小，即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多，这就是三极管的放大作用。IC 的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数β（β=ΔIC/ΔIB, Δ表示变化量。），三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍。

三极管在放大信号时，首先要进入导通状态，即要先建立合适的静态工作点，也叫建立偏置 ，否则会放大失真。

在三极管的集电极与电源之间接一个电阻，可将电流放大转换成电压放大：当基极电压UB升高时，IB变大，IC也变大，IC 在集电极电阻RC的压降也越大，所以三极管集电极电压UC会降低，且UB越高，UC就越低，ΔUC=ΔUB。

晶体三极管 - 主要参数

 

晶体三极管

1、直流参数

（1）集电极一基极反向饱和电流Icbo，发射极开路（Ie=0)时，基极和集电极之间加上规定的反向电压Vcb时的集电极反向电流，它只与温度有关，在一定温度下是个常数，所以称为集电极一基极的反向饱和电流。良好的三极管，Icbo很小，小功率锗管的Icbo约为1～10微安，大功率锗管的Icbo可达数毫安，而硅管的Icbo则非常小，是毫微安级。

（2）集电极一发射极反向电流Iceo(穿透电流）基极开路（Ib=0）时，集电极和发射极之间加上规定反向电压Vce时的集电极电流。Iceo大约是Icbo的β倍即Iceo=(1+β)IcbooIcbo和Iceo受温度影响极大，它们是衡量管子热稳定性的重要参数，其值越小，性能越稳定，小功率锗管的Iceo比硅管大。

（3）发射极---基极反向电流Iebo集电极开路时，在发射极与基极之间加上规定的反向电压时发射极的电流，它实际上是发射结的反向饱和电流。

（4）直流电流放大系数β1（或hEF）这是指共发射接法，没有交流信号输入时，集电极输出的直流电流与基极输入的直流电流的比值，即：β1=Ic/Ib

2、交流参数

（1）交流电流放大系数β（或hfe）这是指共发射极接法，集电极输出电流的变化量△Ic与基极输入电流的变化量△Ib之比，即：β=△Ic/△Ib一般晶体管的β大约在10-200之间，如果β太小，电流放大作用差，如果β太大，电流放大作用虽然大，但性能往往不稳定。

（2）共基极交流放大系数α（或hfb）这是指共基接法时，集电极输出电流的变化是△Ic与发射极电流的变化量△Ie之比，即：α=△Ic/△Ie因为△Ic＜△Ie，故α＜1。高频三极管的α＞0.90就可以使用α与β之间的关系：α=β/（1+β）β=α/（1-α）≈1/（1-α）

（3）截止频率fβ、fα当β下降到低频时0.707倍的频率，就是共发射极的截止频率fβ；当α下降到低频时的0.707倍的频率，就是共基极的截止频率fαofβ、fα是表明管子频率特性的重要参数，它们之间的关系为：fβ≈（1-α）fα

（4）特征频率fT因为频率f上升时，β就下降，当β下降到1时，对应的fT是全面地反映晶体管的高频放大性能的重要参数。

3、极限参数

（1）集电极最大允许电流ICM当集电极电流Ic增加到某一数值，引起β值下降到额定值的2/3或1/2，这时的Ic值称为ICM。所以当Ic超过ICM时，虽然不致使管子损坏，但β值显著下降，影响放大质量。

（2）集电极----基极击穿电压BVCBO当发射极开路时，集电结的反向击穿电压称为BVEBO。

（3）发射极-----基极反向击穿电压BVEBO当集电极开路时，发射结的反向击穿电压称为BVEBO。

（4）集电极-----发射极击穿电压BVCEO当基极开路时，加在集电极和发射极之间的最大允许电压，使用时如果Vce＞BVceo，管子就会被击穿。

（5）集电极最大允许耗散功率PCM集电流过Ic，温度要升高，管子因受热而引起参数的变化不超过允许值时的最大集电极耗散功率称为PCM。管子实际的耗散功率于集电极直流电压和电流的乘积，即Pc=Uce×Ic.使用时庆使Pc＜PCM。PCM与散热条件有关，增加散热片可提高PCM。

 

晶体三极管 - 特性曲线

 

晶体三极管

1、输入特性其特点是：

1）当Uce在0-2伏范围内，曲线位置和形状与Uce有关，但当Uce高于2伏后，曲线Uce基本无关通常输入特性由两条曲线（Ⅰ和Ⅱ）表示即可。

2）当Ube＜UbeR时，Ib≈O称（0～UbeR)的区段为“死区”当Ube＞UbeR时，Ib随Ube增加而增加，放大时，三极管工作在较直线的区段。

3）三极管输入电阻，定义为:rbe=(△Ube/△Ib)Q点，其估算公式为：rbe=rb+(β+1)(26毫伏/Ie毫伏）rb为三极管的基区电阻，对低频小功率管，rb约为300欧。

2、输出特性

输出特性表示Ic随Uce的变化关系（以Ib为参数），它分为三个区域：截止区、放大区和饱和区。截止区当Ube＜0时，则Ib≈0，发射区没有电子注入基区，但由于分子的热运动，集电集仍有小量电流通过，即Ic=Iceo称为穿透电流，常温时Iceo约为几微安，锗管约为几十微安至几百微安，它与集电极反向电流Icbo的关系是：Icbo=(1+β)Icbo常温时硅管的Icbo小于1微安，锗管的Icbo约为10微安，对于锗管，温度每升高12℃，Icbo数值增加一倍，而对于硅管温度每升高8℃，Icbo数值增大一倍，虽然硅管的Icbo随温度变化更剧烈，但由于锗管的Icbo值本身比硅管大，所以锗管仍然受温度影响较严重的管，放大区，当晶体三极管发射结处于正偏而集电结于反偏工作时，Ic随Ib近似作线性变化，放大区是三极管工作在放大状态的区域。饱和区当发射结和集电结均处于正偏状态时，Ic基本上不随Ib而变化，失去了放大功能。根据三极管发射结和集电结偏置情况，可能判别其工作状态。

截止区和饱和区是三极管工作在开关状态的区域，三极管和导通时，工作点落在饱和区，三极管截止时，工作点落在截止区。

晶体三极管 - 产品检测

 

晶体三极管

大功率晶体三极管的检测

利用万用表检测中、小功率三极管的极性、管型及性能的各种方法，对检测大功率三极管来说基本上适用。但是，由于大功率三极管的工作电流比较大，因而其PN结的面积也较大。PN结较大，其反向饱和电流也必然增大。所以，若像测量中、小功率三极管极间电阻那样，使用万用表的R×1k挡测量，必然测得的电阻值很小，好像极间短路一样，所以通常使用R×10或R×1挡检测大功率三极管。

普通达林顿管的检测

用万用表对普通达林顿管的检测包括识别电极、区分PNP和NPN类型、估测放大能力等项内容。因为达林顿管的E－B极之间包含多个发射结，所以应该使用万用表能提供较高电压的R×10K挡进行测量。

大功率达林顿管的检测

检测大功率达林顿管的方法与检测普通达林顿管基本相同。但由于大功率达林顿管内部设置了V3、R1、R2等保护和泄放漏电流元件，所以在检测量应将这些元件对测量数据的影响加以区分，以免造成误判。具体可按下述几

步骤进行

 

晶体三极管

A用万用表R×10K挡测量B、C之间PN结电阻值，应明显测出具有单向导电性能。正、反向电阻值应有较大差异。

B在大功率达林顿管B－E之间有两个PN结，并且接有电阻R1和R2。用万用表电阻挡检测时，当正向测量时，测到的阻值是B－E结正向电阻与R1、R2阻值并联的结果；当反向测量时，发射结截止，测出的则是(R1＋R2)电阻之和，大约为几百欧，且阻值固定，不随电阻挡位的变换而改变。但需要注意的是，有些大功率达林顿管在R1、R2、上还并有二极管，此时所测得的则不是(R1＋R2)之和，而是(R1＋R2)与两只二极管正向电阻之和的并联电阻值。

带阻尼行输出三极管的检测

将万用表置于R×1挡，通过单独测量带阻尼行输出三极管各电极之间的电阻值，即可判断其是否正常。具体测试原理，方法及步骤如下：

A将红表笔接E，黑表笔接B，此时相当于测量大功率管B－E结的等效二极管与保护电阻R并联后的阻值，由于等效二极管的正向电阻较小，而保护电阻R的阻值一般也仅有20～50，所以，二者并联后的阻值也较小；反之，将表笔对调，即红表笔接B，黑表笔接E，则测得的是大功率管B－E结等效二极管的反向电阻值与保护电阻R的并联阻值，由于等效二极管反向电阻值较大，所以，此时测得的阻值即是保护电阻R的值，此值仍然较小。

B将红表笔接C，黑表笔接B，此时相当于测量管内大功率管B－C结等效二极管的正向电阻，一般测得的阻值也较小；将红、黑表笔对调，即将红表笔接B，黑表笔接C，则相当于测量管内大功率管B－C结等效二极管的反向电阻，测得的阻值通常为无穷大。

C将红表笔接E，黑表笔接C，相当于测量管内阻尼二极管的反向电阻，测得的阻值一般都较大，约300～∞；将红、黑表笔对调，即红表笔接C，黑表笔接E，则相当于测量管内阻尼二极管的正向电阻，测得的阻值一般都较小，约几欧至几十欧。

 

晶体三极管 - 工作状态

 

1w红外三极管

截止状态：当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，称之为三极管处于截止状态。

放大状态：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并处于某一恰当的值时，三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，这时基极电流对集电极电流起着控制作用，使三极管具有电流放大作用，其电流放大倍数β＝ΔIc/ΔIb，这时三极管处放大状态。

饱和导通状态：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并当基极电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不怎么变化，这时三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。

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，因此，电子维修人员在维修过程中，经常要拿多用电表测量三极管各脚的电压，从而判别三极管的工作情况和工作状态。

晶体三极管 - 产品分类

 

金封锗三极管

按生产工艺分：合金型、扩散型、抬面和平面型三极管。

按内部结构分：点接触型和面接触型三极管。

按工作频率分：低频三极管、高频三极管、开关三极管。

按功率分：小功率三极管、中功率三极管、大功率三极管

按外形结构分：小功率封装、大功率封装、塑料封装等

晶体三极管 - 主要类别

三极管只有两种类型，即ＰＮＰ型和ＮＰＮ型。判别时只要知道基极是Ｐ型材料还是Ｎ型材料即可。当用万用电表R×1k档时，黑表笔代表电源正极，如果黑表笔接基极时导通，则说明三极管的基极为Ｐ型材料，三极管即为ＮＰＮ型。如果红表笔接基极导通，则说明三极管基极为Ｎ型材料，三极管即为ＰＮＰ型。

晶体三极管 - 基极判别

 

超声波晶体三极管

三极管基极的判别：根据三极管的结构示意图，知道三极管的基极是三极管中两个PN结的公共极，因此，在判别三极管的基极时，只要找出两个PN结的公共极，即为三极管的基极。具体方法是将万用表调至电阻挡的R×1k挡，先用红表笔放在三极管的一只管脚上，用黑表笔去碰三极管的另两只管脚，如果两次全通，则红表笔所放的管脚就是三极管的基极。如果一次没找到，则红表笔换到三极管的另一个管脚，再测两次；如还没找到，则红表笔再换一下，再测两次。如果还没找到，则改用黑表笔放在三极管的一个管脚上，用红表笔去测两次看是否全通，若一次没成功再换。这样最多测量12次，总可以找到基极。

晶体三极管 - 判断口诀

 

晶体三极管

三极管的管型及管脚的判别是电子技术初学者的一项基本功，为了迅速掌握测判方法，总结出四句口诀：“三颠倒，找基极；PN结，定管型；顺箭头，偏转大；测不准，动嘴巴。”

1.三颠倒，找基极

大家知道，三极管是含有两个PN结的半导体器件。根据两个PN结连接方式不同，可以分为NPN型和PNP型两种不同导电类型的三极管。

测试三极管要使用万用电表的欧姆挡，并选择R×100或R×1k挡位。对于指针式万用电表有，其红表笔所连接的是表内电池的负极，黑表笔则连接着表内电池的正极。假定我们并不知道被测三极管是NPN型还是PNP型，也分不清各管脚是什么电极。测试的第一步是判断哪个管脚是基极。这时，我们任取两个电极(如这两个电极为1、2)，用万用电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻，观察表针的偏转角度；接着，再取1、3两个电极和2、3两个电极，分别颠倒测量它们的正、反向电阻，观察表针的偏转角度。在这三次颠倒测量中，必然有两次测量结果相近：即颠倒测量中表针一次偏转大，一次偏转小；剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小，这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基极。

2.PN结，定管型

找出三极管的基极后，我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的导电类型。将万用表的黑表笔接触基极，红表笔接触另外两个电极中的任一电极，若表头指针偏转角度很大，则说明被测三极管为NPN型管；若表头指针偏转角度很小，则被测管即为PNP型。

3.顺箭头，偏转大

找出了基极b，另外两个电极哪个是集电极c，哪个是发射极e呢?这时可以用测穿透电流ICEO的方法确定集电极c和发射极e。

(1)对于NPN型三极管，由NPN型三极管穿透电流的流向原理，用万用电表的黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec，虽然两次测量中万用表指针偏转角度都很小，但仔细观察，总会有一次偏转角度稍大，此时电流的流向一定是：黑表笔→c极→b极→e极→红表笔，电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致，所以此时黑表笔所接的一定是集电极c，红表笔所接的一定是发射极e。

(2)对于PNP型的三极管，道理也类似于NPN型，其电流流向一定是：黑表笔→e极→b极→c极→红表笔，其电流流向也与三极管符号中的箭头方向一致，所以此时黑表笔所接的一定是发射极e，红表笔所接的一定是集电极c。

4.测不出，动嘴巴

若在“顺箭头，偏转大”的测量过程中，若由于颠倒前后的两次测量指针偏转均太小难以区分时，就要“动嘴巴”了。具体方法是：在“顺箭头，偏转大”的两次测量中，用两只手分别捏住两表笔与管脚的结合部，用嘴巴含住(或用舌头抵住)基电极b，仍用“顺箭头，偏转大”的判别方法即可区分开集电极c与发射极e。其中人体起到直流偏置电阻的作用，目的是使效果更加明显。

晶体三极管 - 基本放大电路

 

基本放大电路

基本放大电路是放大电路中最基本的结构，是构成复杂放大电路的基本单元。它利用双极型半导体三极管输入电流控制输出电流的特性，或场效应半导体三极管输入电压控制输出电流的特性，实现信号的放大。本章基本放大电路的知识是进一步学习电子技术的重要基础。

基本放大电路一般是指由一个三极管或场效应管组成的放大电路。从电路的角度来看，可以将基本放大电路看成一个双端口网络。放大的作用体现在如下方面：

1．放大电路主要利用三极管或场效应管的控制作用放大微弱信号，输出信号在电压或电流的幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。

2．输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，只是经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。

共射组态基本放大电路的组成。

共射组态基本放大电路是输入信号加在加在基极和发射极之间，耦合电容器C1和Ce视为对交流信号短路。输出信号从集电极对地取出，经耦合电容器C2隔除直流量，仅将交流信号加到负载电阻RL之上。放大电路的共射组态实际上是指放大电路中的三极管是共射组态。

在输入信号为零时，直流电源通过各偏置电阻为三极管提供直流的基极电流和直流集电极电流，并在三极管的三个极间形成一定的直流电压。由于耦合电容的隔直流作用，直流电压无法到达放大电路的输入端和输出端。

当输入交流信号通过耦合电容C1和Ce加在三极管的发射结上时，发射结上的电压变成交、直流的叠加。放大电路中信号的情况比较复杂，各信号的符号规定如下：由于三极管的电流放大作用，ic要比ib大几十倍，一般来说，只要电路参数设置合适，输出电压可以比输入电压高许多倍。uCE中的交流量有一部分经过耦合电容到达负载电阻，形成输出电压。完成电路的放大作用。

由此可见，放大电路中三极管集电极的直流信号不随输入信号而改变，而交流信号随输入信号发生变化。在放大过程中，集电极交流信号是叠加在直流信号上的，经过耦合电容，从输出端提取的只是交流信号。因此，在分析放大电路时，可以采用将交、直流信号分开的办法，可以分成直流通路和交流通路来分析。

放大电路的组成原则：

1．保证放大电路的核心器件三极管工作在放大状态，即有合适的偏置。也就是说发射结正偏，集电结反偏。

2．输入回路的设置应当使输入信号耦合到三极管的输入电极，形成变化的基极电流，从而产生三极管的电流控制关系，变成集电极电流的变化。

3．输出回路的设置应该保证将三极管放大以后的电流信号转变成负载需要的电量形式（输出电压或输出电流）。

 

晶体三极管 - 判断好坏

 

晶体三极管

晶体三极管是电子电路中最常见的器件之一。但是判定三极管的好坏及极性是初学者常碰到的一个难点。

利用数字万用表可以判别三极管的极性和好坏。将数字万用表转到二极管挡时，红表笔代表正电极，用红表笔去接三极管的某一管脚(假设是基极)，用黑笔分别接另外两个管脚，如果表的液晶屏上两次都显示有零点几的数字(锗管为0．3左右，硅管为0．7左右)，则此管应为NPN管，且红表笔所接的那一个管脚是基极。如果两次所显的为“OL”，则红表笔所接的那一个管脚便是PNP型管的基极。

在判别出管子的型号和基极的基础上，可以再判别发射极和集电极。仍用二极管挡。对于NPN管，令红表笔接其“B”极，黑表笔分别接另两个脚上，两次测得的极间数字中，其值微高的那一极为“E”极，其值低一些的那极为“C”极。如果是PNP管，令黑表笔接其“B”极，同样所得数据高的为“E”极，数据低一些的为“C”极。例如：用红表笔接C9018的中间那个脚(B极)，黑表笔分别接另外两个管脚，可得0．719、0．731两个值。其中0．719为“B与“C”之间的测试值，0．731为“D”与“K”之间的测试值。

判别三极管的好坏时，只要查一下三极管各PN结是否损坏，通过数字万用表测量其发射极、集电极的正向电压和反向电压来判定。如果测得的正向电压与反向电压相似且几乎为零，或正向电压为“OL”，说明三极管已经短路或断路。

用此法已测得：A1078(PNP)、C3332(NPN)、C9545(NPN)、N222A(NPN)、A733(PNP)、3904、3906及90xx系列，如：9012、9013、9014、9015、9016、9018等晶体管。

测试的三极管都为TO-92封装。只要环境温度在5℃-35℃的条件下测试都正确。文中的“OL”是指万用表不能正常显示数字时出现的一固定符号，出现什么样的固定符号，要看是使用什么牌子的万用表而定。如有的万用表则会显示一固定符号“1”。本文数据为采用FLUKE数字万用表测得。

晶体三极管 - 主要特点

晶体三极管主要用于放大电路中起放大作用，在常见电路中有三种接法。为了便于比较，将晶体管三种接法电路

 

晶体三极管 - 注意事项

 

大功率三极管

半导体双极型三极管又称晶体三极管，通常简称晶体管或三极管，它是一种电流控制电流的半导体器件，可用来对微弱信号进行放大和作无触点开关。它具有结构牢固、寿命长、体积校、耗电省等一系列独特优点，故在各个领域得到广泛应用。

锗三极管的增益大，频率响应好，尤其适用于低压线路。硅三极管的反向漏电流小，耐压高，温度漂移小，且能在较高的温度下工作和承受较大的功率损耗。

（1）加到管上的电压极性应正确。PNP管的发射极对其他两电极是正电位，而NPN管则是负电位。

（2）不论是静态、动态或不稳定态（如电路开启、关闭时），均须防止电流、电压超出最大极限值，也不得有两项或两项以上多数同时达到极限值。

（3）选用三极管主要应注意极性和下述参数：PCM、ICM、BUCEO、BUEBO、ICBO、β、fT和fβ。因有BUCBO>BUCES>BUCER>BUCEO，因此，只要BUCEO满足要求就可以了。一般高频工作时要求fT=(5~10)f，f为工作频率。开关电路工作时应考虑三极管的开关参数。

（4）三极管的替换。只要管子的基本参数相同，就能替换，性能高的可替换性能低的。低频小功率管，任何型号的高、低频小功率管都可替换它，但fT不能太高。只要fT符合要求，一般就可以代替高频小功率管，但应选内反馈小的管子，hFE>20即可。对低频大功率管，一般只要PCM、ICM、BUCEO符合要求即可，但应考虑hFE、UCES的影响。应满足电路中有特殊要求的参数（如NF、开关参数）。此外，通常锗、硅管不能互换。

（5）工作于开关状态的三极管，因BUEBO一般较低，所以应考虑是否要在基极回路加保护线路，以防止发射结击穿；若集电极负载为感性（如继电器的工作线圈），则必须加保护线路（如线圈两端并联续流二极管），以防线圈反电动势损坏三极管。

（6）管子应避免靠近热元件，减小温度变化和保证管壳散热良好。功率放大管在耗散功率较大时，应加散热板（磨光的紫铜板或铝板）。管壳与散热板应紧密贴牢。散热装置应垂直安装，以利于空气自然对流。

 

三极管是由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。  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，由于发射结正确，发射区的多数载流子（电子）极基区的多数载流子（控穴）很容易地截越过发射结构互相向反方各扩散，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Ie。  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重新补纪念给，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：β--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。  三极管作为电流放大器件，在实际使用中常常利用其电流放大作用，通过电阻转变为电压放大作用。

三极管的种类与结构  三极管分很多种，按功率大小可分为大功率管和小功率管；按电路中的工作频率可分为高频管和低频管；按半导体材料不同可分为硅管和锗管；按结构不同可分为NPN管和PNP管。无论是NPN型还是PNP型都分为三个区，分别称为发射区、基区和集电区，由三个区各引出一个电极，分别称为发射极（E）、基极（B）和集电极（C），发射区和基区之间的PN结称为发射结，集电区和基区之间的PN结称为集电结。其中发射极箭头所示方向表示发射极电流的流向。在电路中，晶体管用字符T表示。具有电流放大作用的三极管，在内部结构上具有其特殊性，这就是：其一是发射区掺杂浓度大于集电区掺杂浓度，集电区掺杂浓度远大于基区掺杂浓度；其二是基区很薄，一般只有几微米。这些结构上的特点是三极管具有电流放大作用的内在依据。