三极管的知识

如上图如果三极管不饱和，有哪些方法可以将三极管达到饱和？
1.增大基级电流--减少基级电阻Rb
2.增大集电极电阻Rc
3.更换放大倍数更大的三极管

 1.  对于三极管是基极电流驱动，当电流越大，集电极电流可达越大（满足一定条件），在某个特定基极电流值的时候，集电流都有个饱和值（即饱和电流），datsheet的饱和电流是指的最大饱和电流，对于不同的基极电流，都有对应饱和电流。

 

2.在三极管中，IE与IB，IC的关系为（IE=IB+IC ），由于IB的数值远远小于IE=（几 ）mA,如果忽略IB，则IC（约等于 ）IE。

3. 不同的材料，PN结的势垒电压不一样，锗管约0.3V，硅管约0.7V

 

4.当发射结和集电结均处于正偏状态时，三极管工作在饱和区;当晶体三极管发射结处于正偏而集电结处于反偏工作时，三极管工作在放大区

 

5.三极管的特征频率fT也称作增益带宽积，即放大倍数β=1时，工作频率

 

 

三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。分成NPN和PNP两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。     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。 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。 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。 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）。 对于PNP型三极管，分析方法类似，不同的地方就是电流方向跟NPN的刚好相反，因此发射极上面那个箭头方向也反了过来——变成朝里的了。

 

根据三极管发射结和集电结偏置情况，可以判别其工作状态：

不论npn还是pnp三极管工作再放大状态都是发射结正偏，集电结反偏，这个正反偏是相对pn结来说的，p的电位高于n的电位就是正偏，比如对于npn来说，Vc>Vb＞Ve，对于pnp来说Ve>Vb＞Vc,

 

对于NPN三极管，当Ube≤0时，三极管发射结处于反偏工作，则Ib≈0，三极管工作在截止区；

 

当晶体三极管发射结处于正偏而集电结处于反偏工作时，三极管工作在放大区，Ic随Ib近似作线性变化；

 

当发射结和集电结均处于正偏状态时，三极管工作在饱和区，Ic基本上不随Ib而变化，失去了放大功能。

 

截止区和饱和区是三极管工作在开关状态的区域。

 

PNP 依然是“Ie=Ib+Ic”
但是方向全都反过来了。
当然相对管脚压降也反过来。 

  

1.电流放大系数
电流放大系数是表征管子的电流放大能力的参数。
①共基电流放大系数                    ②共射电流放大系数    
2.极间反向电流
①集电极一基极反向饱和电流I_CBO
I_CBO是发射极开路时，少数载流子在集电结反向电压作用下的漂移电流。
②集电极一发射极反向饱和电流——穿透电流I_CEO
I_CEO是基极开路，集电极一发射极间加反向电压时的集电极电流 。 
3.极限参数
①集电极最大允许电流I_CM
把 β 下降到额定值的2/3时所对应的最大集电极电流称为I_CM。
②集电极最大允许耗散功率P_CM 
P_CM就是指晶体管参数变化不超过规定范围时的集电极最大允许损耗功率。 　　　

③反向击穿电压
BV_EBO----集电极开路时,发射极一基极间的反向击穿电压。
BV_CBO----发射极开路时,集电极一基极间的反向击穿电压。
BV_CEO----基极开路时,集电极一发射极间的反向击穿电压。 
4.频率参数 
①共基极截止频率f_α          f_α是当 α 值降低到低频值 α₀ 的1/√2 时所对应的频率。
②共射极截止频率f_β        f_β是 β 值降低到低频值 β₀ 的 1/ √2 时所对应的频率。
③特征频率f_T           f_T 是指 β 下降到1时的频率。

 

9013三极管datasheet参数

 

NPN和PNP主要就是电流方向和电压正负不同，说得“专业”一点，就是“极性”问题。 

NPN 是用 B→E 的电流（IB）控制 C→E 的电流（IC），E极电位最低，正常放大通常C极电位最高，即 VC > VB > VE 

PNP 是用 E→B 的电流（IB）控制 E→C 的电流（IC），E极电位最高，正常放大通常C极电位最低，即 VC < VB < VE