半導體三極體的結構及三種工作狀態

2020-11-26 電子發燒友

半導體三極體的結構及三種工作狀態

電氣自動化應用 發表於 2020-11-20 11:17:20

半導體三極體又稱為雙極型電晶體，簡稱電晶體。電晶體主要特點是在一定的電壓條件下具有電流放大作用，它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。

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。

一、三極體基本結構

三極體有三個區，分別是發射區E、基區B和集電區C，三個區按照NPN和PNP排列形成兩個PN結。基區與發射區的PN結稱為發射結（JE），集區與集電區的PN結稱為集電結（JC）。符號中的箭頭表示發射結正偏時電流方向。箭頭指向外的位NPN管，指向內的為PNP管。

電晶體內部結構

晶體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PNP兩種三極體，兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的。

二、晶體三極體的三種工作狀態

三極體的三種狀態也叫三個工作區域，即：截止區、放大區和飽和區。

（1）、截止區：三極體工作在截止狀態，當發射結電壓Ube小於0.6—0.7V的導通電壓，發射結沒有導通集電結處於反向偏置，沒有放大作用。

（2）、放大區：三極體的發射極加正向電壓，集電極加反向電壓導通後，Ib控制Ic，Ic與Ib近似於線性關係，在基極加上一個小信號電流，引起集電極大的信號電流輸出。

（3）、飽和區：當三極體的集電結電流IC增大到一定程度時，再增大Ib，Ic也不會增大，超出了放大區，進入了飽和區。飽和時，Ic最大，集電極和發射之間的內阻最小，電壓Uce只有0.1V~0.3V，Uce《Ube，發射結和集電結均處於正向電壓。三極體沒有放大作用，集電極和發射極相當於短路，常與截止配合於開關電路。

主要是根據兩個pn結的偏置條件來決定：

發射結正偏，集電結反偏——放大狀態；

發射結正偏，集電結也正偏——飽和狀態；

發射結反偏，集電結也反偏——截止狀態。

正偏與反偏的區別：對於NPN電晶體，當發射極接電源正極、基極接負極時，則發射結是正偏，反之為反偏；當集電極接電源負極、基極（或發射極）接正極時，則集電結反偏，反之為正偏。總之，當p型半導體一邊接正極、n型半導體一邊接負極時，則為正偏，反之為反偏。
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