三極體的基本結構及分類

2020-12-04 電子工程專輯

三極體，全稱應為半導體三極體，也稱雙極型電晶體、晶體三極體，是一種控制電流的半導體器件其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號， 也用作無觸點開關。晶體三極體，是半導體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。三極體是在一塊半導體基片上製作兩個相距很近的PN結，兩個PN結把整塊半導體分成三部分，中間部分是基區，兩側部分是發射區和集電區，排列方式有PNP和NPN兩種。


晶體三極體（以下簡稱三極體）按材料分有兩種：鍺管和矽管。而每一種又有NPN和PNP兩種結構形式，但使用最多的是矽NPN和鍺PNP兩種三極體，（其中，N是負極的意思（代表英文中Negative），N型半導體在高純度矽中加入磷取代一些矽原子，在電壓刺激下產生自由電子導電，而P是正極的意思（Positive）是加入硼取代矽，產生大量空穴利於導電）。兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的。
對於NPN管，它是由2塊N型半導體中間夾著一塊P型半導體所組成，發射區與基區之間形成的PN結稱為發射結,而集電區與基區形成的PN結稱為集電結,三條引線分別稱為發射極e （Emitter）、基極b (Base)和集電極c (Collector)。
c.按功能分: 開關管、功率管、達林頓管、光敏管等.
三極體的參數有很多，可以分成三大類：直流參數、交流參數、極限參數。
集電極—基極反向飽和電流是指發射極開路時，基極和集電極之間加上規定的反向電壓Ucb時的集電極反向電流。
集電極—發射極反向電流也稱穿透電流，是指基極開路時，集電極和發射極之間加上規定電壓Vce時的集電極電流。
發射極—基極反向電流是指集電極開路時，在發射極與基極之間加上規定的反向電壓時發射極的電流，它實際上是發射結的反向飽和電流。
直流電流放大係數是指採用共發射極接法，沒有交流信號輸入時，集電極的直流電流與基極的直流電流的比值。
交流電流放大係數是指採用共發射極接法時，集電極輸出電流的變化量ΔIC與基極輸入電流的變化量ΔIB之比。
電晶體的頻率參數描述電晶體的電流放大係數對高頻信號的適應能力。根據fβ的定義，所謂共射截止頻率，並非說明此時電晶體已經完全失去放大作用，而只是共射電流放大係數的幅頻特性下降了3dB。
（3）特徵頻率因為信號頻率ƒ上升時，電晶體的β就下降，當β下降到1時，所對應的信號頻率稱為共發射極特徵頻率，是表徵電晶體高頻特性的重要參數。
集電極最大允許電流是指當集電極電流IC增加到某一數值，引起β值下降到額定值的2/3或1/2時的IC值。所以當集電極電流超過集電極最大允許電流時，雖然不致使管子損壞，但β值顯著下降，影響放大質量。
集電極—基極擊穿電壓是指當發射極開路時，集電結的反向擊穿電壓。
發射極—基極反向擊穿電壓是指當集電極開路時，發射結的反向擊穿電壓。
集電極—發射極擊穿電壓是指當基極開路時，加在集電極和發射極之間的最大允許電壓，使用時如果UCE＞U（BR）CEO，管子就會被擊穿。
集電極最大允許耗散功率是指管子因受熱而引起參數的變化不超過允許值時的最大集電極耗散功率。

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