通用三极管,也称为双极型晶体管(BJT),是一种电流控制电流的半导体器件,用于电子电路中。将微弱的信号放大成幅度较大的电信号,并可以用作无触点开关,实现信号的切换和控制。
三极管由三个搀杂不同的半导体区域组成,分别称为发射极(E)、基极(B)和集电极(C)。根据搀杂类型的不同,三极管可分为NPN型和PNP型两种。
以NPN型三极管为例,结构类似于一个三明治,中间一层是薄而 lightly doped 的 P 型半导体(基区),两边是两层 heavily doped 的 N 型半导体(发射区和集电区)。发射区和基区之间构成发射结,基区和集电区之间构成集电结。
三极管的工作原理是基于半导体PN结的单向导电性。当在发射结上施加正向电压,集电结上施加反向电压时,发射区的多数载流子(电子)会被注入到基区。基区很薄,大部份电子穿过基区到达集电区,构成集电极电流(Ic)。而少部份电子会与基区的空穴复合,构成基极电流(Ib)。集电极电流的大小与基极电流的大小成正比,远大于基极电流,这就是三极管的电放逐大作用。三极管的放大倍数用电放逐大系数β来表示,β=Ic/Ib。
根据基极电流的大小,三极管可以工作在三种不同的状态:
截止状态: 当基极电流为零时,发射结处于反向偏置状态,集电结也处于反向偏置状态,此时三极管几近没有电流通过,相当于断路状态。
放大状态: 当基极电流大于零,且小于某一特定值时,发射结处于正向偏置状态,集电结处于反向偏置状态,此时三极管处于放大状态,集电极电流基极电流的增加而线性增大。
饱和状态: 当基极电流继续增大到一定程度时,集电极电流不再基极电流的增加而增大,此时三极管处于饱和状态,相当于导通状态。
信号放大: 三极管最主要的作用是将微弱的信号放大成幅度较大的电信号。比如可以音频放大电路,三极管可以将微弱的麦克风信号放大,驱动扬声器发出声音。
开关控制: 三极管还可以用作无触点开关,实现信号的切换和控制。比如可以继电器控制电路,三极管可以根据控制信号的强弱来控制继电器的开断。
通用三极管用于各种电子装备,比如可以:
放大电路: 音频放大器、射频放大器、运算放大器等。
开关电路: 继电器驱动电路、晶闸管触发电路、电源开关电路等。
振荡电路: 晶体振荡器、LC振荡器等。
逻辑电路: 与门、非门、或门等。
通用三极管是一种重要的电子元器件,用途可以说是非常的。能够电放逐大、开关控制等作用。用于各种电子装备,是现代电子技术的基础。