三  半导体三极管

一、三极管的结构与分类

1.三极管的结构

半导体三极管的类型很多，不管结构如何，其基本原理都相同。每个半导体三极管都有两个PN结：发射结和集电结。根据P型和N型半导体组合方式的不同，可分为NPN型和PNP型两种类型。

无论NPN型还是PNP型三极管都有三个区：发射区、基区和集电区。从这三个区可引出三个电极：发射极e、基极b和集电极c。发射区与基区之间的PN结称为发射结，集电区与基区之间的PN结称为集电结。发射极的箭头方向表示发射结正向偏置时的电流方向，根据这个箭头方向可以判断三极管的类型，即箭头向外的为NPN型，反之为PNP型。三极管发射区的掺杂浓度较高，基区的掺杂浓度较低且很薄，一般只有几微米至几十微米厚，集电区的面积较大，且掺杂浓度较发射区低，因此发射极和集电极不可调换使用。

2.三极管的分类

依据制造材料的不同可分为硅管和锗管两大类。

依据功率不同三极管可分为大功率管（耗电功率＞1 W）、中功率管、小功率管（耗电功率＜1 W）。

依据工作频率的不同，三极管可分为高频管（fM＞3 MHz）和低频管（fM＜3 MHz）。

依据用途不同三极管可分为普通放大三极管和开关三极管。

3.三极管的基本连接方式

三极管有三个极，在组成基本放大电路时有一个极作为输入端，一个极作为输出端，还有一个极作为输入、输出的公共端。其中发射极作为公共端的称为共发射极接法，基极作为作为公共端的称为共基极接法，集电极作为公共端的称为共集电极接法。

二、三极管的工作原理和伏安特性

1.工作原理

为了定量分析三极管的电流分配关系和放大原理，下面先介绍一个实验，实验电路如图6-23所示。电路中用三只电流表分别测量三极管的集电极电流IC、基极电流IB和发射极电流IE，它们的方向如图中箭头所示。基极电源UBB使发射结承受正向偏置电压UBE，集电极电源UCC>UBB，使集电结承受反向偏置电压，这样可以使三极管能够具有正常的电流放大作用。

 

图6-23三极管的实验电路

2.三极管的伏安特性曲线

1）输入特性曲线

2）输出特性曲线

 

                图6-26 三极管的特性曲线

根据三极管的工作状态不同，可将输出特性分为三个区域：截止区、放大区和饱和区。

3.三极管的主要参数

1）共发射极电流放大系数

2）极间反向电流

（1）集电极-基极反向饱和电流I_CBO。

（2）集电极-发射极反向饱和电流（穿透电流）I_CEO。

3）极限参数

三极管的极限参数是指三极管正常工作时，电流、电压、功率等的极限值，是三极管安全工作的主要依据。主要极限参数有以下几项。

（1）集电极最大允许电流I_CM。

（2）集电极发射极反向击穿电压U_（BR）CEO。

（3）集电极最大允许耗散功率P_CM。