一,、三極管工作原理是什么
1、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表示在高純度硅中加入磷,,是指取代一些硅原子,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),。
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。
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,。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?/span>
2、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,。
二、三極管的作用有哪些
1,、擴(kuò)流
把一只小功率可控硅和一只大功率三極管組合,,就可得到一只大功率可控硅,其最大輸出電流由大功率三極管的特性決定,,利用三極管的電流放大作用,,將電容容量擴(kuò)大若干倍。這種等效電容和一般電容器一樣,可浮置工作,,適用于在長(zhǎng)延時(shí)電路中作定時(shí)電容,。用穩(wěn)壓二極管構(gòu)成的穩(wěn)壓電路雖具有簡(jiǎn)單、元件少,、制作經(jīng)濟(jì)方便的優(yōu)點(diǎn),,但由于穩(wěn)壓二極管穩(wěn)定電流一般只有數(shù)十毫安,因而決定了它只能用在負(fù)載電流不太大的場(chǎng)合,。可使原穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電流及動(dòng)態(tài)電阻范圍得到較大的擴(kuò)展,,穩(wěn)定性能可得到較大的改善。
2,、代換
兩只三極管串聯(lián)可直接代換調(diào)光臺(tái)燈中的雙向觸發(fā)二極管,,三極管可代用8V左右的穩(wěn)壓管。三極管可代用30V左右的穩(wěn)壓管,。上述應(yīng)用時(shí),,三極管的基極均不使用。
3,、模擬
用三極管構(gòu)成的電路還可以模擬其它元器件,。大功率可變電阻價(jià)貴難覓,其穩(wěn)壓原理是:當(dāng)加到A,、B兩端的輸入電壓上升時(shí),,因三極管的B、E結(jié)壓降基本不變,,故R2兩端壓降上升,,經(jīng)過(guò)R2的電流上升,三極管發(fā)射結(jié)正偏增強(qiáng),,其導(dǎo)通性也增強(qiáng),,C、E極間呈現(xiàn)的等效電阻減小,,壓降降低,,從而使AB端的輸入電壓下降。調(diào)節(jié)R2即可調(diào)節(jié)此模擬穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值,。