三极管的定义与结构

三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、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。晶体三极管，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。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的 PN 结，两个 PN 结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有 PNP 和 NPN 两种。

其构成有两种型号：一种是 PNP 型三极管，如下图（a）是 PNP 型三极管的结构图，（b）是它的图形符号，另一种是 NPN 型三极管，图（c）是它的结构图，（d）是它的图形符号。

三极管 b、c、e 三个电极中：b 极成为基极，c 极称为集电极，e 极成为发射极。

为了使三极管具有放大作用，在制造时，常使基区厚度极薄，（几微米到十几微米）发射区较小，而且其掺入杂质的浓度比基区和集电区的杂质浓度大很多，便于电子扩散出来。另外，当三极管介入电路中时，一般将“c-b”结（发射结）结成正向工作状态（又称“正向偏置”或简称“正偏”）；而将“c-b”结（集电结）结成反向工作状态（又称“反向偏置”或“反置）

三极管工作原理及作用

三极管的电流分配关系原理和电流放大作用。

将 PNP 型晶体三极管接成如下图所示的电路。此电路有两个回路：途中回路 1 为基极回路；图中回路 2 为集电极回路。因为两个回路中都含有发射极，故称此电路为共发射极接法的电路。

改变电路中集电极 Rb 的数值而使基极电流 Ib 发生变化，便可相应的测出集电极电流 Ic 及发射极电流 Ie 的大小。下表为从三个电流表中读出的 8 组 Ib、Ic、Ie 的数值。

从表中八组数值中，我们发现：Ie=Ic+Ib。

即发射极电流等于集电极上的电流与基极电流之和，这就是三极管中的三个电极上的电流分配关系。

从表中还可以看到，当基极电流 Ib 从 0.02mA 变化到 0.04mA 时（变化量△Ib=0.04-0.02=0.02mA），集电极电流也相应的从 0.98mA 变化到 1.96mA，（变化量△Ic=1.96-0.98=0.98mA），这说明基极电流 Ib 的微小变化，能引起集电极电流 Ic 的较大变化，即三极管基极电流对集电极电流有放大作用。通常将集电极电流的变化量△Ic 与基极电流的变化量△Ib 之比，称为共射极电流放大系数，或称为电流放大倍数，用符号β或 hFE 表示。（hFE 称为共发射极静态电流放大倍数，不同型号的三极管 hFE 可从手册中查出。）

三极管的参数

三极管的主要参数分为三种，即直流参数、交流参数和极限参数，下面分别介绍：

直流参数

共发射极直流放大倍数β=Ic/Ib

集电极——基极反向截止电流 Icbo，Ic=0 时，基极和集电极间加规定反向电压时的集电极电流。Icb 越小，说明三极管的集电结质量越好。

集电极——发射极反向截止电流 Iceo（穿透电流），Ib=0 时，集电极——发射极之间在规定反向电压时的集电极电流。要求 Iceo 越小越好。

交流参数

共发射极交流放大倍数β=△Ic/△Ib，其中△Ib 是 Ib 的变化量，△Ic 时 Ic 对应的变化量，三极管β值一般以 20～100 之间为好。

共基极交流放大倍数α=△Ic/△Ie 约等于≈1。

极限参数

集电极最大允许电流 Icm，集电极 Ic 值超过一定限额β值会下降，当β下降到额定值的 1/2～2/3 时的 Ic 值称 Icm，正常工作时不允许超过 Icm。

集电极——发射极之间击穿电压 BUceo：指基极开路时，集电极和发射极之间的击穿电压。

集电极最大允许耗散功率 Pcm：由于集电结处于反向连接，所以，电阻很大。当电流流过集电结时，集电结就会产生热量，为了使集电结的温度不超过规定值，集电极耗散功率将受到限制，一般应使 Pcm≤IcUce。