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简单认识三极管

半导体三极管简称为三极管或者晶体管,电路中的很多元件都是为三极管服务的,它的内部有两个PN结,外部有三个引脚,分别为基极(用b或B表示),集电极(用c或C表示),发射极(用e或E表示)。基极是控制引脚,基极的电流大小可以控制集电极和发射极电流的大小,并且基极的电流小于集电极和发射极。因此三极管的主要功能就是放大电信号。不过在电子电路中三极管的作用不仅仅限于放大,还可以用于信号开关,控制,处理等多种用途。

图1-6-1是常用的900系列小功率三极管外观和引脚排列示意图。

三极管极性分为npn和pnp两类。电路图形符号分别如图1-6-2和1-6-3所示。用字母V表示。从图中可以看出发射极E标有小箭头指示发出发射极电流的方向用于区别npn和pnp型三极管。NPN三极管型发射极指向外部,PNP型三极管发射极指向内部。

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三极管各极的电流分别是基极电流用iB表示,集电极电流用iC表示发射极电流用IE表示。npn型三极管和pnp的电流方向如图1-6-4,1-6-5所示。

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他们之间的关系是iC=βiB,iE=iBiC

其中,β是三极管电流的放大倍数。从上面公式可以看出,集电极电流是基极电流的β倍。三个极的电流中,iE最大iC其次IB最小,iE和iC相差不大且比IB大的多。三极管的放大作用就是将基极的输入电iB的变化规律转换成ici1E,所以三极管具有电流放大作用。NPN和PNP型可以用硅材料制造,也可以用锗材料制造。市面上,npn型三极管多为硅管,pnp型三极管多为锗管。三极管共有三种工作状态,分别是截止状态,放大状态,饱和状态,用于不同的目的的三极管工作状态不同。

①截止状态:iB等于零或者非常小,同时IC和IE也为零,或者非常小,集电极与发射极之间的内阻很大,三极管相当于开路。利用这个特征可以判断三极管已经处于截止状态相当于开关中的“关”状态。

②放大状态:IC=βiB,IE=(1+β)×iB,iB从零逐渐增大,ic也按照一定比例逐渐增大,三极管起放大作用,微小的iB变化可以引起ic较大幅度的变化,基极电流能够有效控制集电极电流和发射极电流。集电极与发射极之间的内阻受基极电流的控制。电流放大倍数β值的大小基本不变,有一个基极电流就有一个与之相对应的集电极电流,这也是三极管进入放大状态的一个特征。

③饱和状态:三极管在放大状态的基础上,如果基极电流进一步增大很多,三极管进入饱和状态,基极电流已经没法控制集电极电流和发射极电流,集电极与发射极之间的内阻很小,这时三极管的电流放大倍数β值要下降很多,饱和越深其β值越小,甚至能小于1的程度,此时三极管没有放大能力相当于开关中的“开”状态。

在三极管开关电路中,三极管从截止状态迅速通过放大状态而进入饱和状态,或者从饱和状态迅速转为截止状态不停留在放大状态。

90**系列的小功率三极管,实物外形和引脚排列如图1-6-1所示,有9011 ~ 9018等型号,每个型号均有对应的适用用途,除此之外,常见的还有8550 (PNP)和8050 (NPN)两种型号,主要参数可参见表1-6-1所示,它们均采用TO-92塑料封装。由于这个系列的管子基本上涵盖了小功率三极管的常用用途,因此受到了广泛的欢迎,目前,国内元件厂家也在大量生产,也继续沿用了90**系列三极管的名称。前缀有字母“C”、“S”等,后缀字母一般用于表示放大倍数,常见的有“C”、“H”等,每个具体型号后缀字母均对应一个放大倍数范围。 即使相同后缀字母,但不同型号的管子,对应的放大倍数范围也不同,需查阅相关资料确定。

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这些三极管的价格也很便宜,得到了非常广泛的应用,在很多电器设备中都能看到它们的身影。

需要说明一点的是绝大多数厂家生产的90系列三极管引脚排列如图1-6-1所示。也就是将三极管印有型号的平面面向自己从左到右引脚分别是ebc,即,中间引脚是b级。还有很多型号的三极管,包括同样是TO-92封装的小功率三极管,引脚排列顺序与90系列的并不一致。比较常见的顺序ecb,中间引脚是c级。因此同样外观的三极管引脚排列顺序并不一定相同,具体到某种型号的三极管,引脚排列顺序最好查阅相关资料通过实测来确定。

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