三极管知识最详细解释版本 什么是三极管
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什么是三极管(三极管知识最详细的版本)?晶体管是半导体的基本元件之一 , 具有电流放大功能 , 是信息资源网络电子电路的核心部件
在电子元件家族中 , 三极管是半导体有源元件中的分立元件 。
大体来说 , 三重奏有很多种 , 常见的如下图所示 。
狭义地说 , 三极管是指双极型三极管 , 是最基本、最通用的三极管 。
本文描述了狭义三极管 。对于其他内容 , 请单击以下链接:
三极管的发明
在晶体管出现之前 , 电子晶体管通过放大和开关功能控制电子电路中的电流是真的 。
True 空电子管存在重量大、能耗大、响应慢等缺点 。
二战期间 , 军事上迫切需要稳定、可靠、快速、灵敏的电信号放大器 , 二战后取得了研究成果 。
早期由于锗晶体易得 , 主要开发应用锗晶体管 。硅出现后 , 由于硅管生产工艺的高效率 , 锗管逐渐被淘汰 。
经过半个世纪的发展 , 出现了多种不同形状的三重奏 。
低功率三极管通常是塑料封装的;大功率三极管通常用金属铁壳封装 。
晶体管核心结构
是核心的“PN结” 。
是两个背靠背的PN结 。
可以是NPN组合 , 也可以是PNP组合 。
由于硅NPN晶体管是当前三极管的主流 , 以下内容主要以硅NPN晶体管为例:
NPN三极管结构示意图
硅氮磷晶体管的制造工艺
模具结构剖视图
技术特点:
高掺杂发射极区:为了便于发射极结发射电子 , 发射极区的半导体掺杂浓度高于基区 , 发射极结的面积较小;
基区尺度很薄:3~30m , 掺杂浓度低;
大电结面积:集电极区和发射极区是相同性质的掺杂半导体 , 但集电极区的掺杂浓度要低 , 面积要大 , 便于收集电子 。
三极管不是两个PN结拼凑而成的 。两个二极管不能组成一个三极管!
结构在半导体工业中非常重要 。PN结不同的材料成分、尺寸、排列方式、掺杂浓度和几何结构可以制作出包括ic在内的各种元器件 。
三极管电路符号
三极管电流控制原理示意图
三极管基本电路
施加的电压使发射极结正向偏置 , 集电极结反向偏置 。
集电极/基极/发射极电流之间的关系:
IE = IB + IC
IC = * IB
如果IB = 0 , 则IE = IC = 0
晶体管特性曲线
输入特性曲线
集电极-发射极电压UCE为一定值时基极电流IB与基极-发射极电压UBE的关系曲线 。
UBER是三极管的临界启动电压 , 会受到集电极和发射极电压的影响 。正常运行时 , NPN硅管的启动电压约为0.6V;
UBEUBER , 三极管会启动;
当UCE增加时 , 特征曲线向右移动 , 但当UCE>1.0V时 , 特征曲线几乎不再移动 。
输出特性曲线
当基极电流IB恒定时 , 集电极IC和集电极-发射极电压UCE之间的关系曲线是一组曲线 。
当IB=0 , IC→0时 , 信息资源网络称为处于关断状态的三极管 , 相当于关断;
当IB>0时 , IB的微小变化会在放大几十倍甚至上百倍的IC中表现出来;
当IB很大时 , IC变得太大 , 无法随着IB的增大而继续增大 , 三极管失去放大功能 , 说明开关导通 。
三极管的核心功能
放大功能:小电流变化小 , 大电流时可以放大 。
【三极管知识最详细解释版本 什么是三极管】
功能:用小电流控制大电流的通断 。
三极管的放大功能
IC = * IB(其中≈信息资源网10~400)
示例:当基极电流IB=50A时 , 集电极电流:
IC=IB=120*50A=6000A
微弱的电信号通过三极管放大成波幅大的电信号 , 如下图所示:
因此 , 三极管放大信号幅度 , 但三极管不能放大系统的能量 。
你能放大多少?
那得看三极管的放大值!
首先是由三极管的材料和工艺结构决定的:
比如硅三极管值的常用范围是30~200 。
锗三极管值的常见范围是:30~100 。
值越大 , 漏电流越大 , 值太大的晶体管性能不稳定 。
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