什么是三極管（也稱晶體管）在中文含義里面只是對(duì)三個(gè)引腳的放大器件的統(tǒng)稱，我們常說(shuō)的三極管，可能是 如圖所示的幾種器件?？梢钥吹?，雖然都叫三極管，其實(shí)在英文里面的說(shuō)法是千差萬(wàn)別的，三極管這個(gè)詞匯其實(shí)也是中文特有的一個(gè)象形意義上的的詞匯。

　　電子三極管 Triode 這個(gè)是英漢字典里面“三極管”這個(gè)詞匯的唯一英文翻譯，這是和電子三極管最早出現(xiàn)有關(guān)系的，所以先入為主，也是真正意義上的三極管這個(gè)詞最初所指的物品。其余的那些被中文里叫做三極管的東西，實(shí)際翻譯的時(shí)候是絕對(duì)不可以翻譯成Triode的，否則就麻煩大咯，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卣f(shuō)，在英文里面根本就沒(méi)有三個(gè)腳的管子這樣一個(gè)詞匯！

　　三極管工作原理

　　理論原理

　　晶體三極管（以下簡(jiǎn)稱三極管）按材料分有兩種：鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)形式，但使用最多的是硅NPN和鍺PNP兩種三極管，（其中，N是負(fù)極的意思（代表英文中Negative），N型半導(dǎo)體在高純度硅中加入磷取代一些硅原子，在電壓刺激下產(chǎn)生自由電子導(dǎo)電，而P是正極的意思（Positive）是加入硼取代硅，產(chǎn)生大量空穴利于導(dǎo)電）。兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的，下面僅介紹NPN硅管的電流放大原理。

　　對(duì)于NPN管，它是由2塊N型半導(dǎo)體中間夾著一塊P型半導(dǎo)體所組成，發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，而集電區(qū)與基區(qū)形成的PN結(jié)稱為集電結(jié)，三條引線分別稱為發(fā)射極e （Emitter）、基極b （Base）和集電極c （Collector）。如右圖所示

　　當(dāng)b點(diǎn)電位高于e點(diǎn)電位零點(diǎn)幾伏時(shí)，發(fā)射結(jié)處于正偏狀態(tài)，而C點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位幾伏時(shí)，集電結(jié)處于反偏狀態(tài)，集電極電源Ec要高于基極電源Eb。

　　在制造三極管時(shí)，有意識(shí)地使發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子濃度大于基區(qū)的，同時(shí)基區(qū)做得很薄，而且，要嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量，這樣，一旦接通電源后，由于發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子（電子）及基區(qū)的多數(shù)載流子（空穴）很容易地越過(guò)發(fā)射結(jié)互相向?qū)Ψ綌U(kuò)散，但因前者的濃度基大于后者，所以通過(guò)發(fā)射結(jié)的電流基本上是電子流，這股電子流稱為發(fā)射極電流子。

　　由于基區(qū)很薄，加上集電結(jié)的反偏，注入基區(qū)的電子大部分越過(guò)集電結(jié)進(jìn)入集電區(qū)而形成集電極電流Ic，只剩下很少（1-10%）的電子在基區(qū)的空穴進(jìn)行復(fù)合，被復(fù)合掉的基區(qū)空穴由基極電源Eb重新補(bǔ)給，從而形成了基極電流Ibo.根據(jù)電流連續(xù)性原理得：

　　Ie=Ib+Ic

　　這就是說(shuō)，在基極補(bǔ)充一個(gè)很小的Ib，就可以在集電極上得到一個(gè)較大的Ic，這就是所謂電流放大作用，Ic與Ib是維持一定的比例關(guān)系，即：

　　β1=Ic/Ib

　　式中：β1--稱為直流放大倍數(shù)，

　　集電極電流的變化量△Ic與基極電流的變化量△Ib之比為：

　　β= △Ic/△Ib

　　式中β--稱為交流電流放大倍數(shù)，由于低頻時(shí)β1和β的數(shù)值相差不大，所以有時(shí)為了方便起見(jiàn)，對(duì)兩者不作嚴(yán)格區(qū)分，β值約為幾十至一百多。

　　α1=Ic/Ie（Ic與Ie是直流通路中的電流大?。?/p>

　　式中：α1也稱為直流放大倍數(shù)，一般在共基極組態(tài)放大電路中使用，描述了射極電流與集電極電流的關(guān)系。

　　α =△Ic/△Ie

　　表達(dá)式中的α為交流共基極電流放大倍數(shù)。同理α與α1在小信號(hào)輸入時(shí)相差也不大。

　　對(duì)于兩個(gè)描述電流關(guān)系的放大倍數(shù)有以下關(guān)系

　　三極管的電流放大作用實(shí)際上是利用基極電流的微小變化去控制集電極電流的巨大變化。［2］

　　三極管是一種電流放大器件，但在實(shí)際使用中常常通過(guò)電阻將三極管的電流放大作用轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷悍糯笞饔谩?/p>

　　放大原理

　　1、發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子

　　電源Ub經(jīng)過(guò)電阻Rb加在發(fā)射結(jié)上，發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子（自由電子）不斷地越過(guò)發(fā)射結(jié)進(jìn)入基區(qū)，形成發(fā)射極電流Ie。同時(shí)基區(qū)多數(shù)載流子也向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散，但由于多數(shù)載流子濃度遠(yuǎn)低于發(fā)射區(qū)載流子濃度，可以不考慮這個(gè)電流，因此可以認(rèn)為發(fā)射結(jié)主要是電子流。

　　2、基區(qū)中電子的擴(kuò)散與復(fù)合

　　電子進(jìn)入基區(qū)后，先在靠近發(fā)射結(jié)的附近密集，漸漸形成電子濃度差，在濃度差的作用下，促使電子流在基區(qū)中向集電結(jié)擴(kuò)散，被集電結(jié)電場(chǎng)拉入集電區(qū)形成集電極電流Ic。也有很小一部分電子（因?yàn)榛鶇^(qū)很?。┡c基區(qū)的空穴復(fù)合，擴(kuò)散的電子流與復(fù)合電子流之比例決定了三極管的放大能力。

　　3、集電區(qū)收集電子

　　由于集電結(jié)外加反向電壓很大，這個(gè)反向電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)力將阻止集電區(qū)電子向基區(qū)擴(kuò)散，同時(shí)將擴(kuò)散到集電結(jié)附近的電子拉入集電區(qū)從而形成集電極主電流Icn。另外集電區(qū)的少數(shù)載流子（空穴）也會(huì)產(chǎn)生漂移運(yùn)動(dòng)，流向基區(qū)形成反向飽和電流，用Icbo來(lái)表示，其數(shù)值很小，但對(duì)溫度卻異常敏感。

　　在圖1所示的雙極型三極管基本開(kāi)關(guān)電路中，輸出的高、低電平分別代表邏輯狀態(tài)的１和０。因此，希望高電平盡量接近Vcc，低電平盡量接近零，也就是希望三極管的c－e之間盡量接近于理想開(kāi)關(guān)。這就要求輸入信號(hào)VI為低電平時(shí)三極管完全截止，VI為高電平時(shí)三極管飽和導(dǎo)通。

　　1 工作在截止?fàn)顟B(tài)的條件和特性

　　工作在截止?fàn)顟B(tài)的條件是VBB《=0。如果采用圖2的折線化近似特性，則近似地認(rèn)為VI《=VON時(shí)三極管便已經(jīng)截止。截止?fàn)顟B(tài)下三極管的特性是iB=0/ic=0。因?yàn)闆](méi)有ic流過(guò)rc，所以rc上沒(méi)有壓降，故VO=VOH=VCC。

　　實(shí)際上三極管處于截止?fàn)顟B(tài)下ic不可能絕對(duì)為零，但此時(shí)的漏電流極小，所以認(rèn)為不會(huì)引起很大的誤差。這時(shí)三極管的c－e之間就相當(dāng)于一個(gè)斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)。

　　2 工作在放大狀態(tài)的條件和特性