三极管原理全总结

1、 PNP 型 9 1、三极管的正偏与反偏：给PN结加的电压和PN结的允许电流方向一致的叫正 偏，否则就是反偏。即当P区邙阳极）电位高于N区电位时就是正偏，反之 就是反偏。例 如NPN型三极管，位于放大区时，UcUb集电极反偏，UbUe发射极正偏。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。 IE P n P C fic 工作原理 NPN和PNP主要是电流方向和电压正负不同 （IC） , E极电位最低，且正常 NPN是用B- E的电流（IB ）控制C E的电流 放大时通常C极电位最高，即VCVBVE PNP是用E B的电流(IB)控制E C的电流(IC) , E

2、极电位最高，且正常 放大时通常C极电位最低，即VCWBvVE 2、三极管的三种工作状态：放大、饱和、截止 (1) 放大区：发射结正偏，集电结 反偏。对于NPN管来说，发射极正偏即基 极电压Ubg射极电压Ue,集电结反偏就是集电极电压Uc基极电压Ubb放大 条件： NPN 管：UcUbUe PNPW： UeUbUc (2) 饱和区：发射结正偏、集电结正偏-BE、CE两PN结均正偏。即饱和导通条 件：NPN管：UbUe5UbU, PNP型管：UeUb,UcUb饱合状态的特征是：三极管的 电流lb、lc都很大，但管压降Uce却很小，UceOo这时三极管的c、e极相当于短路， 可看成是一个开关的闭合。

3、饱和压降，一般在估算小功率管时，对硅管可取0.3V,对猪管 取0.1V。此时的，iC几乎仅决定于lb,而与Uce无关，表现出lb对lc的控制作用。 (3) 截止区：发射结反偏，集 电结反偏。由于两个PN结都反偏，使三极管 的电流很小，lb0, lc0,而管压降Uce却很大。这时的三极管c、e极相当于开路。可 以看成是一个开关的断开。 3、三极管三种工作区的电压测量 如何判断电路中的一个NPN硅晶体管处于饱和，放大，截止状态？用电压表测基极 与射极间的电压Uba 饱和状态eb有正偏压约0.65V左右,ce电压接近0V. 放大状态eb有正偏压约0.6V,ce电压大于0.6V小于电源电压. 截止状态

4、eb电压低于0.6V,ce电压等于或接近电源. 在实际工作中，可用测量BJT各极间电压来判断它的工作状态。NPN型硅管的典型 数据是：饱和状态Ube=0.7V,Uce=0.3V;放大区Ube=0.7V;截止区Ube=0V这是对可靠截 止而言，实际上当Ube0.5V时，即已进入截止状态。对于PNP管，其电压符号应当相 反。 截止区：就是三极管在工作时，集电极电流始终为0。此时，集电极与发射 极间电压 接近电源电压。对于NPN型硅三极管来说，当Ube在0-0.5V之间时，lb很小，无论 lb怎样变化，lc都为0。此时，三极管的内阻(Rce)很大，三 极管截止。当在维修过程 中，测得Ube低于0.5

5、V或Uce接近电源电压时，就可知道三极管处在截止状态。 放大区:当Ube在0.5-0.7V之间时，Ube的微小变化就能引起lb的较大变化，lb 随Ube基本呈线性变化，从而引起lc的较大变化（lc=Blb）。这时三极管处于放大状 态，集电极与发射极间电阻（Rce）随Ube可变。当在维修过 程中，测得Ube在0.5- 0.7V之间时，就可知道三极管处在放大状态。 饱和区：当三极管的基极电流（lb）达到某一值后，三极管的基极电流无论怎样变 化，集电极电流都不再增大，一直处于最大值，这时三极管就处于饱和状 态。三极管的饱 和状态是以三极管集电极电流来表示的，但测量三极管的电流很 不方便，可以通过测量

6、三极管的电压Ube及Uce来判断三极管是否进入饱和状态。当 Ube略大于0.7V后，无论Ube怎样变化，三极管的lc将不能再增大。此时三 极管内阻 （Rce）很小，Uce低于0.1V,这种状态称为饱和。三极管在饱和时的Uce称为饱和压 降。当在维修过程中测量到Ube在0.7V左右、而Uce低于0.1V时，就可知道三极管处 在饱和状态。 截止区：UbUbe 放大区：UbeUon 且 UCExUb,即 UcUbUe 饱和区：UbeUon 且 UceVb5VcVb ec间电压也约等于0.3V。NPN型三极管截止时只需发射极 反偏即可, PNP型三极管与NPN型三极管截止条件相同。 4、三极管用于开关

7、电路的原理 两个PN结都导通，三极管导通，这时三极管处于饱和状态，即开关电路的“开”状 态，这时CE极间电压小于BE极间电压。两个PN结均反偏，即为开关电路的“关”状 态，三极管截止。 5、 三极管构成放大器有三种电路连接方式 共射极放大器, 发射极为公共端，基极为输入端, 集电极为输出端。 共集极放大器, 集电极为公共端，基极为输入端, 发射极为输出端。 共基极放大器, 基极为公共端，发射极为输入端, 集电极为输出端。 6、PNPt 和 NPNt的用法 NPN a. 如果输入一个高电平，而输出需要一个低电平时，首选择 b. 如果输入一个低电平，而输出需要一个低电平时，首选择 PNP c. 如

8、果输入一个低电平，而输出需要一个高电平时，首选择 NPN d. 如果输入一个高电平，而输岀需要一个高电平时，首选择 PNP NPN基极高电压，极电极与发射极短路（导通）低电压，极电极与发射极开路也 就是不工作。 PNP基极高电压，极电极与发射极开路，也就是不工作。如果基极加低电位，集电 极与发射极短路（导通）。 7、晶体三极管是一种电流控制元件。在实际使用中常常利用三极管的电流放大作 用，通过电阻（在三极管的集电极与电源之间接一个电阻）转变为电压放大作用。 共射极电路的电流放大系数为B,共基极电路的电流放大倍数为a。a的值小于1 但接近于1,而B的值则远大于1 （通常在几十到几百的范围内），所

9、以lclbo由于这 个缘故，共射极电路不但能得到电压放大，还可得到电流放大，致使共射极电路是目前应 用最广泛的一种组态。 8、三极管在电路的应用 由于单片机的输出电流很小，不能直接驱动LED需要加装扩流电路，最简单的就是 加装一个射极跟随器（共集电极电路）足以驱动LED To射极跟随器的发射极接负载，集 电极接地，基极接单片机Q 口。 共射极接法和共集电极接法的区别 共集、共基、共射指的是电路，是三极管电路的连接状态而不是三极管。所谓 “共,就是输入、输出回路共有的部分。其判断是在交流等效电路下进行的。在交流通 路下，电源正极相当于接地。哪一个极接地，就是共哪个极电路。 共集电极电路三极管的集

10、电极接地，集电极是输入与输出的公共极；共基极电路 三极管的基极接地，基极是输入与输出的公共极；共发射极电路三极管的发射 极接地，发射极是输入与输出的公共极。 8.1 、NPNt在电路中的应用 首先，你的图有些问题，在B极、E或C极回路上必须要有限流电阻，不然 会烧元 件或者拉低电压的。 Q1应该是共集电极电路吧，Q2算共射电路。此处输入电压3V3代表3.3Vo 一般情 况不使用Q1电路，都使用Q2电路。 Q1电路中，随着Q1的导通，E极电压上升，升到E极电压上升到3V （猪管）或 2.6V （硅管）时，Q1的BE结电压开始减小，使Q1欲退出饱和状态，如此Q1的电压就 钳在3V或2.6V左右，Q

11、1的输出电压相对较低，不可能超过3V （按错 管算，BE也得 0.3V的压降）。因为Ube=0.7V （硅管）/0.3V （错管）。 Q1电路无法进入饱和状态？如果Q1进入饱和状态，电流lc增大，集电极本来 就有 限流电阻 R,lc*RVcc-le*Rled? Ried 为 LED 的电阻。 Q2电路简单，只要BE电压达到0.3V （错管）或0.7V （硅管）,Q2饱和导 通， 5V电压就加于负载。负载电压不受B极驱动电压的影响。 综上所述：NPNt （高电平导通）采用共集电极接法时输出电压较低，采用 共射极接法时输出电压相对较高。 8.2 PNP管在电路中的应用 两种接法各有用途，不能说哪种

12、更好 左边是共发射极接法，右边是共集电极接法，由于发射极和基极间的电位只差 0.7V,大致可看成Ve=Vb因此又叫做射级跟随器。 当目的是要驱动一个数字量器件（如继电器/蜂鸣器）时，左边的共射电路是最标准 的用法：T1要么截止要么饱和导通，导通时T1上的压降很小，电源电压几乎都落到负载 B1上T1相当于一个开关。采用右图的射随接法继电器/蜂鸣器虽也能工作，但因三极管 不会饱和，使得负载得不到接近电源的电压，反而 要使三极管的功耗增大，是值得注意 的。 左图：拉低T1的基极电平使其导通（限流电阻不可省）,T1即饱和，Vce 仅约0.2V。 右图：拉低T2的基极电平（假设为0.3V） , T2虽导

13、通但无法完全饱和，因导通的 条件是Vbe （实际应为Veb）上有0.7V,所以T2的Vce （实际应为Vec） =0.3+0.7=1Vo 可见左右两种电路在三极管c-e的压降不同，右图三极管的功耗要大于左图，负载 上得到的电压则较低。 综上所述，PNPt （低电平导通）采用共集电极接法时无法进入饱和状态，采用共射极 接法时饱和压降低。 所以在电路中不管是PNP 1还是NPN1般采用共射极接法，即集电极接负载；共集 电极接法（又称射级跟随器）有电流放大而无电压放大。 如果把三极管当开关用，负载最好接在集电极（不管是NPN还是PVP管丿，这样接 导通时饱和压降小一点。接在集电极作负载的是电压放大，

14、接在发射极做负载的是电流放 大。 不管是NPN还是PNP三极管负载可以接在集电极也可以接在发射极，至于哪种接 法要根据放大电路的要求来定，负载接在集电极的叫共射放大电路，具有电压放大作用， 另一种负载接在发射极的称共集电极放大电路，具有电流放大作用，具有高输入阻抗，低 输出阻抗的特点，同样是一种放大电路又称阻抗匹配电路。 8.3 般典型用法是三极管基极接单片机10 口（ P0-P3） o 三极管的集电极电流（lc ）小可以更容易进入饱和状态。三极管的饱和电流由C极 负载决定，这里说的是e极上无电阻的情况一般说负载大是指电流大，也就是电阻小。 怎么使三极管进入饱和状态？（此处NPN三极管基极接单

15、片机I0 口，发射 极接地，集电极通过负载接5V电源）答案：增加基极电流，使基极电流乘以放大倍数大 于集电流。因为三极管放大倍数有离散性，所以计算时要用你所用一三极管中可能的最小 放大倍数。用最小放大倍数算，放大倍数较大的管子上去也能用,只是饱和深度深些，多 少影响点响应速度。用最大放大倍数算，放大倍数较小的管子上去就不能保证饱和。如果 单片机输出电流不够就要加放大级。 假如发射极直接接地而不串联电阻，如果三极管是NPN管，单片机|0 口输出高电 平，贝U加在三极管的电流会过大而烧毁三极管。另一种情况，假设为PNP 管（E极接Vcc）,单片机I0 口输出低电平时三极管烧毁。一般会在单片机与三极

16、管基极 间加限流电阻（？）。 驱动蜂鸣器的电路要求工作在饱和状态下是为了提高电源的使用效率，并不 是必需条件比如说使用的蜂鸣器额定电压低于电源电压，这时就要在C极上串电阻或采 用恒流电路来限制电流. pnp与npn的用法有所不同，一般来说pnp的管子射极接电源，且b极接上 拉以确保关断，npn的管子射极接地，b极下拉。9013是npn管，高电平导通，9012是 pnp管，低电平导通。这种做法只适应于相对较高输入阻抗电路，以提高抗干扰特性，防 误触发。如果还想可靠点，此电阻上还可加一只 103-104 独 AA0 三极管如工作在饱和状态也就是开的状态，那么就是双结正偏 这是书上的解释 我自己的理

17、解是这样的： 饱和状态和从放大状态转变过来的，极电结和发射结正偏是结果，而不是原因 就是说，三极管首先工作在放大状态，极电结反偏，发射结正偏 当基级电流增大时，一直增大到三极管的非线性区（这里指的是饱和区），注意，在这一瞬 间偏置情况并未改变，也就是说依然是极电结反偏，发射结正偏。 当三极管完全进入饱和区之后，才使得极电结正偏 我的核心意思是，使得三极管进入饱和导通的外界原因是基级电流增大到进入饱 和的程度，而不是通过给三极管加2个正向偏压使得三极管导通 我这样理解，请问有问题吗？ 答：你的理解没有错误，理解到这种程度已经下了功夫了。但确实还有一点问题，主要在 于： 1 、过于在意“极电结正偏” To其实，在饱和区，即便是极电结正偏，也还没有达 到极电结的正向导通电压。不过，一般人都会被“正偏误导。 2 、饱和的含义：集电极电流是随着基极电流的增大而增大的，当集电极电 流增大到一定程度时，再增加基极电流，集电极电流不再随着增加了，这种现象就叫做饱 和。而“三极管如工作在饱和状态，那么就是双结正偏”是现象或因果关系，也不算解 释。饱和的实质正是由于集电结正偏而使lc脱离了与lb的线性 关系（请复习