一、三極管的概念
三極管顧名思義具有三個電極。二極管是由一個PN結構成的，而三極管由兩個PN結構成，共用的一個電極成為三極管的基極(用字母b表示)。其他的兩個電極成為集電極(用字母c表示)和發(fā)射極(用字母e表示)。由于不同的組合方式，形成了一種是NPN型的三極管，另一種是PNP型的三極管。，是一種電流控制電流的半導體器件。其作用是把微弱信號放大成輻值較大的電信號， 也用作無觸點開關。
三極管在中文含義里面只是對三個引腳的放大器件的統(tǒng)稱，我們常說的三極管。
雖然都叫三極管，在英文里面的說法是千差萬別的。電子三極管 Triode 這個是英漢字典里面“三極管”這個詞匯的唯一英文翻譯，這是和電子三極管最早出現(xiàn)有關系的，所以先入為主，也是真正意義上的三極管這個詞最初所指的物品。
二、三極管的基本結構
1. 三極管結構
三極管的種類很多，按功率大小可分為大功率管和小功率管;按電路中的工作頻率可分為高頻管和低頻管;按半導體材料不同可分為硅管和鍺管;按結構不同可分為NPN管和PNP管。無論是NPN型還是PNP型都分為三個區(qū)，分別稱為發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)，由三個區(qū)各引出一個電極，分別稱為發(fā)射極(E)、基極(B)和集電極(C)，發(fā)射區(qū)和基區(qū)之間的PN結稱為發(fā)射結，集電區(qū)和基區(qū)之間的PN結稱為集電結。其結構和符號見下圖1、圖2所示，其中發(fā)射極箭頭所示方向表示發(fā)射極電流的流向。
圖1 兩類三極管的結構示意圖
2.三極管符號
中間橫線是基極B,另一斜線是集電極C,箭頭的是發(fā)射極E.
圖2 三極管的符號示意圖
三、三極管的原理
三極管分鍺管和硅管兩種，而每一種又有NPN和PNP兩種結構形式，但使用最多的是硅NPN和鍺PNP兩種三極管，(其中，N表示在高純度硅中加入磷，是指取代一些硅原子，在電壓刺激下產(chǎn)生自由電子導電，而p是加入硼取代硅，產(chǎn)生大量空穴利于導電)。兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的，下面僅介紹NPN硅管的電流放大原理。
對于NPN管，它是由2塊N型半導體中間夾著一塊P型半導體所組成，發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的PN結稱為發(fā)射結，而集電區(qū)與基區(qū)形成的PN結稱為集電結，三條引線分別稱為發(fā)射極e、基極b和集電極c.
當b點電位高于e點電位零點幾伏時，發(fā)射結處于正偏狀態(tài)，而C點電位高于b點電位幾伏時，集電結處于反偏狀態(tài)，集電極電源Ec要高于基極電源Ebo.
在制造三極管時，有意識地使發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子濃度大于基區(qū)的，同時基區(qū)做得很薄，而且，要嚴格控制雜質(zhì)含量，這樣，一旦接通電源后，由于發(fā)射結正偏，發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子(電子)及基區(qū)的多數(shù)載流子(空穴)很容易地越過發(fā)射結互相向?qū)Ψ綌U散，但因前者的濃度基大于后者，所以通過發(fā)射結的電流基本上是電子流，這股電子流稱為發(fā)射極電流了。
由于基區(qū)很薄，加上集電結的反偏，注入基區(qū)的電子大部分越過集電結進入集電區(qū)而形成集電集電流Ic,只剩下很少(1-10%)的電子在基區(qū)的空穴進行復合，被復合掉的基區(qū)空穴由基極電源Eb重新補給，從而形成了基極電流Ibo.根據(jù)電流連續(xù)性原理得：
這就是說，在基極補充一個很小的Ib,就可以在集電極上得到一個較大的Ic,這就是所謂電流放大作用，Ic與Ib是維持一定的比例關系，即：
式中：β1--稱為直流放大倍數(shù)，
集電極電流的變化量△Ic與基極電流的變化量△Ib之比為：
式中β--稱為交流電流放大倍數(shù)，由于低頻時β1和β的數(shù)值相差不大，所以有時為了方便起見，對兩者不作嚴格區(qū)分，β值約為幾十至一百多。
四、三極管電極和管型的判別
(1) 目測法
① 管型的判別。一般，管型是NPN還是PNP應從管殼上標注的型號來辨別。依照部頒標準，三極管型號的第二位(字母)，A、C表示PNP管，B、D表示NPN管，例如：
圖3 常用三級管管級排列
3AX 為PNP型低頻小功率管 3BX 為NPN型低頻小功率管
3CG 為PNP型高頻小功率管 3DG 為NPN型高頻小功率管
3AD 為PNP型低頻大功率管 3DD 為NPN型低頻大功率管
3CA 為PNP型高頻大功率管 3DA 為NPN型高頻大功率管
此外有國際流行的9011~9018系列高頻小功率管，除9012和9015為PNP管外，其余均為NPN型管。
② 管極的判別。常用中小功率三極管有金屬圓殼和塑料封裝(半柱型)等外型，圖T305介紹了三種典型的外形和管極排列方式。
(2) 用萬用表電阻檔判別
三極管內(nèi)部有兩個PN結，可用萬用表電阻檔分辨e、b、c三個極。在型號標注模糊的情況下，也可用此法判別管型。
① 基極的判別。判別管極時應首先確認基極。對于NPN管，用黑表筆接假定的基極，用紅表筆分別接觸另外兩個極，若測得電阻都小，約為幾百歐~幾千歐;而將黑、紅兩表筆對調(diào)，測得電阻均較大，在幾百千歐以上，此時黑表筆接的就是基極。PNP管，情況正相反，測量時兩個PN結都正偏的情況下，紅表筆接基極。
實際上，小功率管的基極一般排列在三個管腳的中間，可用上述方法，分別將黑、紅表筆接基極，既可測定三極管的兩個PN結是否完好(與二極管PN結的測量方法一樣)，又可確認管型。
② 集電極和發(fā)射極的判別。確定基極后，假設余下管腳之一為集電極c,另一為發(fā)射極e,用手指分別捏住c極與b極(即用手指代替基極電阻Rb)。同時，將萬用表兩表筆分別與c、e接觸，若被測管為NPN,則用黑表筆接觸c極、用紅表筆接e極(PNP管相反)，觀察指針偏轉(zhuǎn)角度;然后再設另一管腳為c極，重復以上過程，比較兩次測量指針的偏轉(zhuǎn)角度，大的一次表明IC大，管子處于放大狀態(tài)，相應假設的c、e極正確。
五、測判三極管的技巧
三極管的管型及管腳的判別是電子技術初學者的一項基本功，為了幫助大家迅速掌握測判三極管的技巧，下面給出了三極管的四句口訣的測判方法。
1.三顛倒，找基極
眾所周知，三極管是含有兩個PN結的半導體器件。根據(jù)兩個PN結連接方式不同，可以分為NPN型和PNP型兩種不同導電類型的三極管。測試三極管要使用萬用電表的歐姆擋，并選擇R×100或R×1k擋位。圖2繪出了萬用電表歐姆擋的等效電路。紅表筆所連接的是表內(nèi)電池的負極，黑表筆則連接著表內(nèi)電池的正極。
假定我們并不知道被測三極管是NPN型還是PNP型，也分不清各管腳是什么電極。測試的第一步是判斷哪個管腳是基極。這時，我們?nèi)稳蓚€電極(如這兩個電極為1、2)，用萬用電表兩支表筆顛倒測量它的正、反向電阻，觀察表針的偏轉(zhuǎn)角度;接著，再取1、3兩個電極和2、3兩個電極，分別顛倒測量它們的正、反向電阻，觀察表針的偏轉(zhuǎn)角度。在這三次顛倒測量中，必然有兩次測量結果相近：即顛倒測量中表針一次偏轉(zhuǎn)大，一次偏轉(zhuǎn)小;剩下一次必然是顛倒測量前后指針偏轉(zhuǎn)角度都很小，這一次未測的那只管腳就是我們要尋找的基極。
2.PN結，定管型
找出三極管的基極后，我們就可以根據(jù)基極與另外兩個電極之間PN結的方向來確定管子的導電類型。將萬用表的黑表筆接觸基極，紅表筆接觸另外兩個電極中的任一電極，若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很大，則說明被測三極管為NPN型管;若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，則被測管即為PNP型。
3.順箭頭，偏轉(zhuǎn)大
找出了基極b,另外兩個電極哪個是集電極c,哪個是發(fā)射極e呢?這時我們可以用測穿透電流ICEO的方法確定集電極c和發(fā)射極e.
(1) 對于NPN型三極管，穿透電流的測量電路。根據(jù)這個原理，用萬用電表的黑、紅表筆顛倒測量兩極間的正、反向電阻Rce和Rec,雖然兩次測量中萬用表指針偏轉(zhuǎn)角度都很小，但仔細觀察，總會有一次偏轉(zhuǎn)角度稍大，此時電流的流向一定是：黑表筆→c極→b極→e極→紅表筆，電流流向正好與三極管符號中的箭頭方向一致順箭頭，所以此時黑表筆所接的一定是集電極c,紅表筆所接的一定是發(fā)射極e.
(2) 對于PNP型的三極管，道理也類似于NPN型，其電流流向一定是：黑表筆→e極→b極→c極→紅表筆，其電流流向也與三極管符號中的箭頭方向一致，所以此時黑表筆所接的一定是發(fā)射極e,紅表筆所接的一定是集電極c.
4.測不出，動嘴巴
若在“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的測量過程中，若由于顛倒前后的兩次測量指針偏轉(zhuǎn)均太小難以區(qū)分時，就要“動嘴巴”了。具體方法是：在“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的兩次測量中，用兩只手分別捏住兩表筆與管腳的結合部，用嘴巴含住(或用舌頭抵住)基電極b,仍用“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的判別方法即可區(qū)分開集電極c與發(fā)射極e.其中人體起到直流偏置電阻的作用，目的是使效果更加明顯。
下載文檔
