詳解三極管

三極管在我們?nèi)粘Ｉ钪袔缀蹼S處可見，它是電路當(dāng)中一個(gè)基本元器件，關(guān)于它你了解多少呢?本文主要是關(guān)于三極管的介紹，詳細(xì)描述了關(guān)于三極管的型號(hào)介紹，并探討了三極管的選型問題。

"晶體三極管，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"，在電子元件家族中，三極管屬于半導(dǎo)體主動(dòng)元件中的分立元件。

三極管

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)。晶體三極管，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。

什么是三極管 　(也稱晶體管)在中文含義里面只是對(duì)三個(gè)引腳的放大器件的統(tǒng)稱，我們常說的三極管，可能是 如圖所示的幾種器件。

可以看到，雖然都叫三極管，其實(shí)在英文里面的說法是千差萬別的，三極管這個(gè)詞匯其實(shí)也是中文特有的一個(gè)象形意義上的的詞匯。

電子三極管 Triode 這個(gè)是英漢字典里面“三極管”這個(gè)詞匯的唯一英文翻譯，這是和電子三極管最早出現(xiàn)有關(guān)系的，所以先入為主，也是真正意義上的三極管這個(gè)詞最初所指的物品。其余的那些被中文里叫做三極管的東西，實(shí)際翻譯的時(shí)候是絕對(duì)不可以翻譯成Triode的，否則就麻煩大咯，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卣f，在英文里面根本就沒有三個(gè)腳的管子這樣一個(gè)詞匯!

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)溫度卻異常敏感。

三極管封裝及管腳排列方式

關(guān)于封裝：

三極管設(shè)計(jì)額定功率越大，其體積就越大，又由于封裝技術(shù)的不斷更新發(fā)展，所以三極管有多種多樣的封裝形式。

當(dāng)前，塑料封裝是三極管的主流封裝形式，其中“TO”和“SOT”形式封裝最為常見。

關(guān)于管腳排列：

不同品牌、不同封裝的三極管管腳定義不完全一樣的，一般地，有以上規(guī)律：

規(guī)律一：對(duì)中大功率三極管，集電極明顯較粗大甚至以大面積金屬電極相連，多處于基極和發(fā)射極之間;

規(guī)律二：對(duì)貼片三極管，面向標(biāo)識(shí)時(shí)，左為基極，右為發(fā)射極，集電極在另一邊;

三極管型的選擇

應(yīng)根據(jù)電路的實(shí)際需要選擇三極管的類型，即三極管在電路中的作用應(yīng)與所選三極管的功能相吻合。

三極管的種類很多，分類的方法也不同，一般按半導(dǎo)體導(dǎo)電特性分為NPN型與PNP型兩大類;按其在電路中的作用分為放大管和開關(guān)管等。各種三極管在電路中的作用如下：

低頻小功率三極管一般工作在小信號(hào)狀態(tài)，主要用于各種電子設(shè)備的低頻放大，輸出功率小于1W的功率放大器;

高頻小功率三極管主要應(yīng)用于工作頻率大于3MHZ、功率小于1W的高頻率振蕩及放大電路;

低頻大功率三極管主要用于特征頻率Fr在3MHz以下、功率大于1W的低頻功率放大電路中，也可用于大電流輸出穩(wěn)壓電源中做調(diào)整管，有時(shí)在低速大功率開關(guān)電路中也用到它;

高頻大功率三極管主要應(yīng)用于特征頻率Fr大于3MHz、功率小于1W的高頻振蕩及放大電路;

低頻大功率三極管主要用于特征頻率Fr在3MHz以下、功率大于1W的低頻功率放大電路中，也可用于大電流輸出穩(wěn)壓電源中做調(diào)整管，有時(shí)在低速大功率開關(guān)電路中也用到它;

高頻大功率三極管主要應(yīng)用于特征頻率Fr大于3MHz、功率大于1W的電路中，可作功率驅(qū)動(dòng)、放大，也可用于低頻功率放大或開關(guān)穩(wěn)壓電路。

選用三極管需要了解三極管的主要參數(shù), 主要了解三極管的四個(gè)極限參數(shù)：Icm, BVCEO, Pcm及fT即可滿足95%以上的使用需要：

• Icm是集電極最大允許電流，三極管工作時(shí)，當(dāng)它的集電極電流超過一定數(shù)值時(shí)，他的電流放大系數(shù)β將下降。為此規(guī)定三級(jí)電流放大系數(shù)β變化不超過允許值時(shí)的集電極最大電流稱為Icm。所以在使用中當(dāng)集電極電流Ic超過Icm時(shí)不至于損壞三級(jí)管，但會(huì)使β值減小，影響電路的工作性能;

• BVCEO是三級(jí)管基極開路時(shí)，集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓。如果在使用中加載集電極與發(fā)射極之間的電壓超過這個(gè)數(shù)值時(shí)，將可能使三極管產(chǎn)生很大的集電電流，這種現(xiàn)象叫擊穿。三極管擊穿后會(huì)造成永久性損壞或性能下降;

• Pcm是集電極最大允許耗散功率。三極管在工作是，集電極電流集電在集電結(jié)上會(huì)產(chǎn)生熱量而使三極管發(fā)熱。若耗散功率過大，三極管將燒壞。在使用中如果三極管在大于Pcm下長時(shí)間工作，將會(huì)損壞三極管。需要注意的是大功率的三極管給出的最大允許耗散功率都是在加有一定規(guī)格散熱器情況下的參數(shù)。使用中一定要注意這一點(diǎn)。

• 特征頻率fT。隨著工作頻率的升高，三極管的放大能力將會(huì)下降，對(duì)應(yīng)β=1時(shí)的頻率fT叫作三極管的特征頻率。

部分三極管型號(hào)

名 稱 封裝 極性 功 能 耐 壓 電 流 功 率 頻 率 配對(duì)管

D633 28 NPN 音頻功放開關(guān) 100V 7A 40W 達(dá)林頓

9013 21 NPN 低頻放大 50V 0.5A 0.625W 9012

9014 21 NPN 低噪放大 50V 0.1A 0.4W 150HMZ 9015

9015 21 PNP 低噪放大 50V 0.1A 0.4W 150MHZ 9014

9018 21 NPN 高頻放大 30V 0.05A 0.4W 1000MHZ

8050 21 NPN 高頻放大 40V 1.5A 1W 100MHZ 8550

8550 21 PNP 高頻放大 40V 1.5A 1W 100MHZ 8050

2N2222 21 NPN 通用 60V 0.8A 0.5W 25/200NS

2N2369 4A NPN 開關(guān) 40V 0.5A 0.3W 800MHZ

2N2907 4A NPN 通用 60V 0.6A 0.4W 26/70NS

2N3055 12 NPN 功率放大 100V 15A 115W MJ2955

2N3440 6 NPN 視放 開關(guān) 450V 1A 1W 15MHZ 2N6609

2N3773 12 NPN 音頻功放開關(guān) 160V 16A 50W

2N3904 21E NPN 通用 60V 0.2A

2N2906 21C PNP 通用 40V 0.2A

2N2222A 21鐵 NPN 高頻放大 75V 0.6A 0.625W 300MHZ

2N6718 21鐵 NPN 音頻功放開關(guān) 100V 2A 2W

2N5401 21 PNP 視頻放大 160V 0.6A 0.625W 100MHZ 2N5551

2N5551 21 NPN 視頻放大 160V 0.6A 0.625W 100MHZ 2N5401

2N5685 12 NPN 音頻功放開關(guān) 60V 50A 300W

2N6277 12 NPN 功放 開關(guān) 180V 50A 250W

9012 21 PNP 低頻放大 50V 0.5A 0.625W 9013

2N6678 12 NPN 音頻功放開關(guān) 650V 15A 175W 15MHZ

9012 貼片 PNP 低頻放大 50V 0.5A 0.625W 9013

3DA87A 6 NPN 視頻放大 100V 0.1A 1W

3DG6B 6 NPN 通用 20V 0.02A 0.1W 150MHZ