三極管是模擬電路最常用的基礎知識,三極管是電路設計中應用非常廣泛的半導體元器件,若三極管都不會用,模電相當于白學了。
三極管分為NPN和PNP兩種類型,三極管由兩個PN結(jié)組成,NPN三極管為兩個PN結(jié)共用一個P區(qū)(也稱基區(qū)),在構(gòu)造工藝上,基區(qū)做得非常薄,一般為幾微米到幾十微米,兩個 PN 結(jié)依靠基區(qū)緊密地結(jié)合在一起,相互影響和關聯(lián),使得三極管的特性完全不是兩個單獨PN結(jié)特性的疊加,三極管外部施加電壓后,基極電流、集電極電流和發(fā)射極電流之間的關系,形成電流放大作用。
三極管的放大倍數(shù)與其物理結(jié)構(gòu)有關,選擇三極管時放大倍數(shù)β是必須考慮的重要技術指標之一,
三極管的電流方向以及三個極之間的電流關系如下圖,IC=βIB,IE=IB+IC
三極管有飽和、放大和截止三個工作區(qū)間,下面介紹一些常見的用法;
(1)驅(qū)動放大,一般單片機、DSP、ARM、CPLD/FPGA等CPU的IO口驅(qū)動電流比較弱,無法直接驅(qū)動負載,最常用的是使用三極管進行電流驅(qū)動能力放大,如下圖所示;
示意原理驅(qū)動LED燈,可以根據(jù)實際需要變換為其它負載,比如繼電器、電機等;+5V電源也可以改變,比如12V/24V等,但所選三極管必須能夠承受這個電壓。
(2)邏輯取反,如下圖所示,使用NPN三極管進行取反,十分方便,輸入為高電平時,輸出為低;輸入為低電平時,輸出為高(5V)。
(3)當電子開關使用,當電子開關時一般使用三極管的飽和區(qū),通過控制基極使三極管處于飽和或截止區(qū),從而實現(xiàn)三極管開通或斷開,起到開關的作用。