1.1 三极管选型（硬件基础系列）

1.1.1 简介

双极型三极管（BJT）依据其结构的不同，主要可以分为NPN三极管和PNP三极管。两种三极管均由三个极构成，分别为基极 b(base)、发射极 e（emitter）、集电极 c（collector）。

 图1.1 双极型三极管

两种BJT的区分口诀：箭头朝外NPN，箭头朝内PNP。

1.2.2 关键参数

• 电流放大倍数β/`β

静态时（无输入时），集电极电流与基极电流的比值，称为共发射极放大倍数：

静态时（有输入时），基极电流变化量为Δ，相应的集电极电流变化为Δ，则共射交流电流放大倍数：

由上可知，`β与β的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且较小的情况下，两者数值接近，故在估算时，一般认为`β≈β。β值一般在20~200之间。

注意：温度值对β的影响很大，温度升高，β增大。一般温度每升高1℃，β增加0.5%。选用晶体管时，β不宜太小，也不宜太大。

• 集-基极反向饱和电流

是当发射极开路（=0）时的集电极电流。是由于少数载流子的漂移运动所形成的电流，受温度的影响较大。温度升高，也随之升高 

图1. 2 集-基极反向饱和电流

实际应用中，  越小越好。一般室温时，小功率硅管的  在1μA以下，小功率锗管的  在几μA到几十μA，因此硅管的温度稳定性要由于锗管。在环境温度较高的情况下，应尽量采用硅管。

• 集-射极穿透电流

（1）是在基极开路（即=0 ）时的集电极电流。因为它是从集电极穿透三极管而到达发射极的，所以称之为穿透电流。

（2）（集-射极穿透电流）与（集-基极反向饱和电流）的关系为：

（3）受温度的影响大。当温度升高时，随之升高，故也相应增加。

图1. 3 集-射极穿透电流

实际应用中，一般希望小一些，又因为  =1+β。故尽量选用小，且β值不宜太大的管子（一般β<100较好）。

• 集电极最大允许电流

集电极电流超过一定数值时，三极管的电流放大系数β值会下降，当β值下降到正常值的2/3时，对应的集电极电流即为集电极最大允许电流。

• 集-射反向击穿电压

当基极开路时，加在集电极和发射极之间的最大的允许电压称为集-射极反向击穿电压。

当集-射极之间的电压超过一定数值时，集电极电流会忽然增大，三极管就会被击穿。

注意：手册中给出的数值为常温25℃时的值，温度升高时的数值将下降，使用时要特别注意。 

• 集电极最大允许功耗

（1）指集电极电流通过集电结时将产生热量，使结温升高，集电极所允许消耗的最大功率。 

（2）主要受管子的温升限制，一般硅管允许节温约为150℃，锗管约为70~90℃。 

（3）管子的若已确定，根据=∗，可在输出特性曲线上绘制出的曲线，它是一条双曲线，在三极管输出特性曲线上，双曲线左下方的区域中，满足∗≤，因此由、、三个极限参数共同界定了三极管的安全工作区域。

 图1. 4 安全区 

（1）集-射极穿透电流和集-基极反向饱和电流是体现一个管子优劣的重要参数；

（2）集电极最大允许电流、集-射极反向击穿电压、集电极最大允许功耗是极限参数，是用来说明晶体管使用限制的参数。

1.2.3 BJT的特性

无论是NPN三极管还是PNP三极管都属于流控型器件。

1 NPN三极管

极限参数：

 

图1.5 NPN三极管极限参数

说明:

1. 表示集电极允许通过的最大的电流；
2. 表示集电极和发射极之间最大允许电压值;
3. 表示集电极和基极之间最大的电压。

电气参数：

图1.6 NPN三极管电气参数

 

不同不温度下，-之间的关系：

 图1.7 -之间的关系

 

结论：当≥时，三极管导通，否则三极管截至。

2 PNP三极管

极限参数：

图1.8 PNP极限参数

 

说明:

1. 表示集电极允许通过的最大的电流；
2. 表示集电极和发射极之间最大允许电压值;
3. 表示集电极和基极之间最大的电压。

电气参数：

图1. 9 PNP电气参数

不同不温度下，-之间的关系：

图1.10 -之间的关系

结论：当时，三极管导通，否则三极管截至。

1.2.4 设计案例

 图1. 11 三极管增加驱动能力

分析：CONTROL为高电平时，三极管Q2导通，=0V，此时

I = = 5mA

其中，R4的主要的功能是上电瞬间给三极管Q2一个确定的状态。