第4讲 晶体三极管

PN 结的本质：在 P 型半导体和 N 型半导体的结合面两侧，留下离子薄层，这个离子薄层形成的空间电荷区称为 PN 结。

1、切入点：要想很自然地说明问题，就要选择恰当地切入点。

讲三极管的原理我们从二极管的原理入手讲起。

二极管的结构与原理都很简单，内部一个 PN 结具有单向导电性，如示意图B。

很明显图示二极管处于反偏状态， PN 结截止。

我们要特殊注意这里的截止状态，实际上 PN 结截止时，总是会有很小的漏电流存在，也就是说 PN 结总是存在着现象， PN 结的单向导电性并非百分之百。

为什么会浮现这种现象呢？这主要是因为PN 结反偏时，能够正向导电的多数载流子被拉向电源，使PN 结变厚，多数载流子不能再通过 PN 结承担起载流导电的功能。

所以，此时漏电流的形成主要靠的是少数载流子，是少数载流子在起导电作用。

反偏时，少数载流子在电源的作用下能够很容易地反向穿过 PN 结形成漏电流。

漏电流之所以很小，是因为少数载流子的数量太少。

很明显，此时漏电流的大小主要取决于少数载流子的数量。

如果要想人为地增加漏电流，只要想办法增加反偏时少数载流子的数量即可。

所以，如图B漏电流就会人为地增加。

其实，光敏二极管的原理就是如此。

光敏二极管与普通光敏二极管一样，它的 PN 结具有单向导电性。

因此，光敏二极管工作时应加之反向电压，如图所示。

当无光照时，电路中也有很小的反向饱和漏电流，普通为1×10-8 —1×10-9A(称为暗电流)，此时相当于光敏二极管截止；光敏二极管工作在反偏状态，因为光照可以增加少数载流子的数量，于是光照就会导致反向漏电流的改变，人们就是利用这样的道理制作出了光敏二极管。

既然此时漏电流的增加是人为的，那末漏电流的增加部份也就很容易能够实现人为地控制。

2、强调一个结论：讲到这里，一定要重点地说明 PN 结正、反偏时，多数载流子和少数载流子所充当的角色及其性质。

为什么呢？这就导致了以上我们所说的结论：反偏时少数载流子反向通过 PN 结是很容易的，甚至比正偏时多数载流子正向通过 PN 结还要容易。

晶体三极管又称晶体管、双极型晶体管；在晶体管中有两类不同的载流子参与导电。

一、晶体管的结构和类型
1.晶体管的结构
在同一个硅片上制造出三个掺杂区域，并形成两个PN结，就形成三极管。

2.晶体管的类型
基极为P的称为NPN型，基极为N的称为PNP型。

二、晶体管的电流放大作用
晶体管的放大状态的外部条件：发射结正偏且集电结反偏。

发射结正偏：发射区的载流子可以扩散到基区
集电结反偏：基区的非平衡少子(从发射区扩散到基区的载流子)可以漂移到集电区。

如果发射结正偏，集电结也正偏，出现的情况将是发射区的载流子扩散到基区，同时集电区的载流子也漂移到基区。

1.晶体管内部载流子运动
①发射结正偏：发射区载流子向基区扩散，基区空穴向发射区漂移
②集电极反偏，非平衡少子运动：从发射区过来的载流子到达基区后，称为非平衡少子(基区是P带正电，载流子是电子，所以是非平衡少子；基区空穴虽然是多子，但是数量比较少)，一方面与基区的空穴复合(少量)；另一方面，由于集电极反偏，会产生非平衡少子的漂移运动，非平衡少子从基区漂移到集电极，从而产生漂移电流。

由于集电极面积非常大，所以可以产生比较大的漂移电流(到达基区的载流子，由于集电极反偏，所以对基区的非平衡少子有吸引，集电极带正电，非平衡少子带负电）
③集电极反偏，少子漂移电流：由于集电结反偏，处于基区的少子(电子)会漂移运到到集电区；集电区的少子(空穴)会漂移运动到基区
2.晶体管中的电流分关系
三、共射电路放大系数
1.直流放大系数：放大系数：I c=(1+β)I B
2.交流放大系数：直流电流放大系数可以代替交流电流放大系数
四、结语
希望本文对大家能够有所帮助。

晶体三极管的工作原理
晶体三极管是一种常用的电子器件，由PN结组成。

它具有放
大和开关功能，在电子设备中扮演着重要的角色。

晶体三极管的工作原理涉及到两个主要的区域：基区和发射区。

基区位于PN结中间，发射区位于PN结的一侧。

在正常工作
状态下，基区与发射区之间存在两个反向偏置，即两个PN结
的结电位均高于基位。

当施加一个适当的电压到基区时，基区与发射区之间的PN结
被击穿，导致电流流过发射区。

这个电流的大小与施加到基区的电压成正比，因此可以被用来放大电信号。

这个过程也称为晶体三极管的放大作用。

晶体三极管的开关作用也是基于PN结的反向偏置。

当基区施
加的电压小于某个阈值时，PN结不会被击穿，发射区不会导通，晶体三极管处于关闭状态。

相反，当基区施加的电压大于阈值时，PN结被击穿，产生一个连续的电流，晶体三极管处
于开启状态。

基区电压的变化使得发射区的电流随之变化，这允许晶体三极管在电子电路中进行放大或开关操作。

晶体三极管的放大倍数由PN结的性质和电路的设计决定。

总之，晶体三极管利用PN结的特性，在适当的电压和电流下，能够实现电信号的放大和开关功能。

这使得它在各种电子设备中得到广泛应用。

晶体三极管工作原理
晶体三极管（Transistor）是一种常用的电子器件，它由两个PN结组成，有三个电极：一个是发射极（Emitter），一个是基极（Base），一个是集电极（Collector）。

晶体三极管的工作原理基于PN结的内部电场和电流的控制。

当发射结（E-B结）正向偏置，基结（B-C结）反向偏置时，处于正向有源区的发射结就会注入电子到基区，这些注入的电子被基区的金属接触到的金属探针吸引到集电极处。

从而形成从发射极到集电极的电流，这就是晶体三极管的放大功能。

晶体三极管的放大倍数可以通过控制基极电流来调节。

当基极电流增加时，由于PN结的注入效应，使得发射电流增加，由此引起集电电流的增加。

这样，通过小的基极电流，能够控制输出电流的放大，使得晶体三极管成为电子放大器的关键。

晶体三极管在电子电路中广泛应用，例如在放大器电路中，可以根据需要选择晶体三极管的型号和参数来实现不同的放大功能。

另外，在逻辑门电路中，晶体三极管也可用作开关元件，实现不同输入信号的转换。

需要注意的是，晶体三极管的工作需要符合一定的工作条件，比如合适的偏置电压和电流等，才能正常发挥其功能。

对于不同的应用场景，需要适当调整晶体三极管的工作状态，以获得最佳的性能。

超详细的晶体三极管原理讲解和应用分析，以水龙头比喻太恰当了什么是三极管？三极管，全称为半导体三极管、双极型晶体管或者晶体三极管，是一种控制电流的半导体器件。

其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。

三极管是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。

晶体三极管是一种三端器件，内部含有两个相距很近的PN结（发射结和集电结），两个PN结加上不同极性、不同大小的偏置电压时，晶体三极管呈现不同的特性和功能。

晶体三极管由于结构不同，可以分为NPN型三极管和PNP型三极管，NPN型三极管和PNP型三极管的逻辑符号如下图1所示。

图1 NPN型三极管和PNP型三极管逻辑符号三极管的三种工作状态是非常重要的，是无线电基础中的基础。

对此我是这样理解的。

无论是NPN型三极管还是PNP型三极管，当发射结加正向偏置电压，而集电结加反向偏置电压时，那么该三极管就工作在放大模式；而当其发射结和集电结都加正向偏置电压时，该三极管就工作在饱和模式；而当发射结和集电结同时加反向偏置电压时，那么该三极管就工作在截止模式。

为此我编了一句顺口溜：发正集反是放大；全正饱和全反截，希望对大家理解有用。

既然晶体三极管那么重要，那么我们改如何正确理解三极管的工作原理，并正确使用三极管呢？小何下面就跟大家一一分享。

三极管的工作原理三极管的放大原理如下图2所示，晶体管中大小与输入信号呈正比的输出信号可以认为是从电源来的，他们的输入信号从基级进入而从发射级出来，晶体管只是吸收此时输入信号的振幅信息，由电源重新产生输出信号，这就是放大的原理。

图2 三极管放大原理值得注意的是，对于三极管放大作用的理解，必须切记一点：根据能量守恒定律，能量不会无缘无故的产生，所以，三极管一定不会产生能量。

晶体管的内部工作原理就是对流过基极与发射极之间的电流进行不断地监视，并控制集电极-发射极间电流源，使基极-发射极间电流的数十至数百倍（因晶体管种类而异）的电流在集电极与发射极之间流动。

三极管工作原理(详解)三极管，也叫晶体三极管，简称晶体管，是一种能够放大电路中微小信号的电子元器件。

它的原理是通过控制一个区域的电子流，来改变另一个区域的电流。

晶体管最早由贝尔实验室的威廉·肖克利发明，是现代电子技术的基础之一。

本文将详细讲解三极管的工作原理。

一、晶体管的结构晶体管由三个掺杂不同材料的半导体层构成，分别为发射极（EB）、基极（CB）和集电极（CE）。

发射极（E）：它是一个P型半导体，它的厚度很少，通常在0.01毫米以上，但是面积很大，通常在平方数分米。

基极（B）：它是一个N型半导体，尽管它的尺寸比发射极大，但它的浓度很低，它是晶体管的控制电极。

集电极（C）：它是一个N型半导体，通常比基极大几倍，是晶体管的输出电极。

为了保护晶体管的内部结构，晶体管需要封装成小型的金属或塑料外壳。

封装的芯片会被裸露出来，然后通过银色的金属脚连接电路板。

二、晶体管的工作原理晶体管是一种由硅和其他半导体材料构成的小型电子元件。

它的最重要的特性是可以放大信号。

晶体管的三个引脚在应用中被分别用作发射极、基极和集电极。

晶体管通过控制基极的电压，就能够放大电路中的微小信号。

晶体管具有三个工作区，它们分别是截止区、放大区和饱和区。

1. 截止区当基极电压低于截止电压时，晶体管处于截止状态，整个晶体管的结构中没有电流流动。

2. 放大区当基极电压高于截止电压时，晶体管处于放大状态。

此时，基极电压对晶体管的集电极电流产生控制作用。

如果基极电压升高，晶体管中的电流流向集电极方向就会升高，从而放大晶体管输入的电信号。

3. 饱和区当基极电压继续升高，晶体管中的电流达到最大值时，晶体管就会进入饱和状态。

在饱和区，晶体管可以用作开关，输出高电平或低电平。

三、晶体管的偏置要正确使用晶体管，需要对其进行偏置操作。

晶体管的偏置，是指将晶体管连接到电路中，并用一个外部电源提供所需要的电力。

基极电压在适当的电压下，即可使晶体管处于放大状态。

晶体三极管的结构及工作原理晶体三极管，这个名字听起来就像个科技巨头，别小看它，里面可是藏着不少的“绝活”。

想象一下，咱们平常用的电器、手机、甚至是电脑，里面的“心脏”之一就是它。

这玩意儿可不是凭空而来的，它的结构和工作原理都是经过深思熟虑的。

咱得聊聊它的结构。

三极管的名字里就有个“三”，对吧？没错，三极管有三个部分，分别是发射极、基极和集电极。

发射极，听起来像个明星，没错，它就是电流的发源地。

基极嘛，咱可以把它想象成一个调音台，负责控制流量。

集电极呢，就是最终接收电流的地方，咱可以把它看作是个接待员，把流过来的电流好好接住。

它们之间的关系就像是一个乐队，每个部分都得齐心协力，才能演奏出美妙的乐章。

说到这里，咱得来点细节。

晶体三极管一般是用硅或者锗做的，听起来高大上，其实就是常见的材料。

这些材料的特点就是能导电，但也能根据外部条件调节导电性。

就是这个调节的过程，让它在电路中能起到放大和开关的作用。

电流经过发射极进入基极，就像一颗小石子投进了水中，水面上会荡起涟漪，基极在这里起到了放大的作用。

涟漪再经过集电极，形成更强的电流输出。

咱们再来聊聊工作原理，真心说，晶体三极管的原理其实不复杂，关键是理解它如何“听话”。

想象一下，你在家里按开关，电流就像听话的孩子，马上就会动起来。

实际上，基极的电压就是控制电流的开关。

当基极的电压增加时，发射极到集电极之间的电流也随之增加，像打开了水龙头，水流量变大。

相反，如果基极的电压降低，电流就会减少，简直就像是关了水龙头，瞬间变得安静。

有趣的是，晶体三极管还能用来放大信号。

这就像是在一个大舞台上，发射极就像是一位小歌手，声音小得可怜。

可当它经过基极的放大，就成了大歌星，瞬间嗓音嘹亮。

你把一个小信号送进去，经过它的“调音”，最后出来的信号可就大得多了，真是太神奇了。

再说说它的应用。

晶体三极管在咱们生活中可谓无处不在。

你看，手机里有它，电视里也有，甚至冰箱里都能找到它的身影。

晶体三极管一、三极管的电流放大原理晶体三极管（以下简称三极管）按材料分有两种：储管和硅管。

而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和PNP两种三极管，两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的，下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。

图1、晶体三极管（NPN）的结构图一是NPN管的结构图，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，从图可见发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极。

当b点电位高于e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而C点电位高于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。

在制造三极管时，有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的，同时基区做得很薄，而且，要严格控制杂质含量，这样，一旦接通电源后，由于发射结正确，发射区的多数载流子（电子）极基区的多数载流子（控穴）很容易地截越过发射结构互相向反方各扩散，但因前者的浓度基大于后者，所以通过发射结的电流基本上是电子流，这股电子流称为发射极电流Ie。

由于基区很薄,加上集电结的反偏，注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电集电流Ic，只剩下很少（1-10%）的电子在基区的空穴进行复合，被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补纪念给，从而形成了基极电流Ibo根据电流连续性原理得：Ie=Ib+Ic这就是说，在基极补充一个很小的Ib，就可以在集电极上得到一个较大的Ic，这就是所谓电流放大作用，Ic与Ib是维持一定的比例关系，即：β1=Ic/Ib式中：β--称为直流放大倍数，集电极电流的变化量△Ic与基极电流的变化量△Ib之比为：β= △Ic/△Ib式中β--称为交流电流放大倍数，由于低频时β1和β的数值相差不大，所以有时为了方便起见，对两者不作严格区分，β值约为几十至一百多。

三极管是一种电流放大器件，但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用，通过电阻转变为电压放大作用。

晶体三极管工作原理
晶体三极管是由PN结作为导电沟道的半导体器件，它的主要特点是既有较高的单向导电性，又有较大的集电性。

通过合理设计，就可以利用三极管的这两种特性来进行电流放大、电压放大和信号放大等电路设计。

1.三极管的工作原理
晶体三极管的结构是由两个PN结组成，而两个PN结之间由一段管子组成。

三极管就是利用这一段管子组成的。

通过管子两端的电压，就可以控制其中一个PN结通上或切断电流。

对于二极管来说，如果正向偏置时，则在管芯内部将形成一个电流回路，这就是二极管的导通原理。

而晶体三极管则是利用这一原理工作的。

在晶体三极管中，由于PN结通过电子而不能通过空穴，因此它只能以电子形式存在，而且这个电子数量是一定的，也就是它的电流不能无限制地增大。

此外，当晶体三极管正向偏置时，PN结通过电子而形成一个电流回路，这个回路中将形成一个电流回路，这就是二极管工作时所产生电流的来源。

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