摘要:
三极管(BJT)是一种双极型半导体器件,具有电流放大和开关功能,是电子电路的基础元件。其核心结构由NPN或PNP型三层半导体构成,包含基极、集电极和发射极三个电极。工作原理基于发射结正偏、集电结反偏条件下,通过基极电流控制集电极电流。三极管有三种工作区域(放大、饱和、截止)和三种组态电路(共射、共集、共基),分别适用于不同应用场景,如信号放大、开关控制、振荡调制等。其特性曲线和参数决定了电路性能,广泛应用于模拟和数字电路中。
三极管篇
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三极管(Bipolar Junction Transistor,BJT)是一种双极型半导体器件,核心作用是电流放大或电子开关,是模拟电路和数字电路的基础元件之一。
作用:“用很小的基极电流 IB,去‘撬动’一个很大的集电极电流 IC,撬动比例叫 β(hFE),而 IC 与 IB 的关系由基区少子扩散决定,与 CB 结电压几乎无关。”
1、三极管核心结构
三层半导体:
由 N 型和 P 型半导体交替组成,分为 NPN型 和 PNP型 两种,核心区别在于电流流向和偏置电压极性。
三个电极:
基极(B):控制极,输入小电流控制输出大电流。
集电极(C):收集载流子的电极,通常接高电位。
发射极(E):发射载流子的电极,通常接低电位。
两个PN结:
发射结:基极与发射极之间的 PN 结。
集电结:基极与集电极之间的 PN 结。
分类:
NPN与PNP两种类型:规定箭头由E极(发射极)流向B极(基极)的为PNP型三极管,反之为NPN型三极管。
压降:硅(0.60.7V) 锗(0.20.3)
这就是“发射极注入、基极控制、集电极收集”的物理舞台。
2、三极管工作原理(以 NPN 型为例)
三极管工作需满足正向偏置发射结、反向偏置集电结的条件:
一、发射结正偏时,发射区的自由电子大量注入基区。
二、基区极薄且掺杂浓度低,只有少量电子与基区空穴复合,形成基极电流Ib。
三、大部分电子扩散到集电结边缘,集电结反偏产生强电场,将电子拉向集电区,形成集电极电流Ic。
四、电流关系:Ie=Ic+Ib,且