半导体三极管的结构及三种工作状态

dancemonkey · 发表于 2021-5-14 09:03

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半导体三极管又称为双极型晶体管，简称晶体管。晶体管主要特点是在一定的电压条件下具有电流放大作用，它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。

　　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。

　　一、三极管基本结构

　　三极管有三个区，分别是发射区E、基区B和集电区C，三个区按照NPN和PNP排列形成两个PN结。基区与发射区的PN结称为发射结（JE），集区与集电区的PN结称为集电结（JC）。符号中的箭头表示发射结正偏时电流方向。箭头指向外的位NPN管，指向内的为PNP管。

　　晶体管内部结构

　　晶体三极管按材料分有两种：锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用多的是硅NPN和PNP两种三极管，两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的。

　　二、晶体三极管的三种工作状态

　　三极管的三种状态也叫三个工作区域，即：截止区、放大区和饱和区。

　　（1）、截止区：三极管工作在截止状态，当发射结电压Ube小于0.6—0.7V的导通电压，发射结没有导通集电结处于反向偏置，没有放大作用。

　　（2）、放大区：三极管的发射极加正向电压，集电极加反向电压导通后，Ib控制Ic，Ic与Ib近似于线性关系，在基极加上一个小信号电流，引起集电极大的信号电流输出。

　　（3）、饱和区：当三极管的集电结电流IC增大到一定程度时，再增大Ib，Ic也不会增大，超出了放大区，进入了饱和区。饱和时，Ic ，集电极和发射之间的内阻，电压Uce只有0.1V~0.3V，Uce《Ube，发射结和集电结均处于正向电压。三极管没有放大作用，集电极和发射极相当于短路，常与截止配合于开关电路。

　　主要是根据两个pn结的偏置条件来决定：

　　发射结正偏，集电结反偏——放大状态；

　　发射结正偏，集电结也正偏——饱和状态；

　　发射结反偏，集电结也反偏——截止状态。

　　正偏与反偏的区别：对于NPN晶体管，当发射极接电源正极、基极接负极时，则发射结是正偏，反之为反偏；当集电极接电源负极、基极（或发射极）接正极时，则集电结反偏，反之为正偏。总之，当p型半导体一边接正极、n型半导体一边接负极时，则为正偏，反之为反偏。