第1章第5节晶体管

第一章电路基础通用电子控制技术1.常见三极管的图形符号和外形

晶体管是晶体三极管的专业称呼，高中普及教育教材称三极管，是一种利用输入电流控制输出电流的电流控制型器件。它是由两个PN结构成的带三个电极的半导体器件，在电路中主要作为放大和开关元件使用。

三极管基本结构是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，从三个区引出相应的电极，分别为基极b、发射极e和集电极c。发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。2.三极管应用电路及特性测量次数12345基极电流IB/μA020406080集电极电流IC/mA

00.7

1.482.75

2.8

发射极电流IE/mA0

0.72

1.52

2.82

2.88（1）三极管各电极电流分配关系为IE=IB+IC（2）共发射极直流放大系数（3）共发射交流放大系数（4）穿透电流ICEO很小且不受IB的控制，但受温度的影响较大。三极管电流放大作用：三极管基极电流IB的微小变化（△IB）能够引起集电极电流IC的显著变化（△IC），即小电流可以控制大电流。1）电路连接2）电路分析

3）三极管的电流放大作用（1）三极管放大条件发射结加正向电压，集电结加反向电压。

（2）放大电路连接方式

共发射极连接共基极连接共集电极连接除了共发射极联接方式外，还有共集电极和共基极连接方式。4）晶体三极管反相器（反向作用）和开关作用电路组成开关作用工作原理①

输入为低电位时，即时，三极管V截止，输出为高电位，②

输入为高电位时，即时，三极管V饱和导通，输出为低电位，

波形图反向作用开关作用反映三极管输入回路电压和电流关系的曲线，它是在输出电压VCE为定值时，iB与vBE对应关系的曲线。

当输入电压vBE较小时，基极电流iB很小，通常近似为零。

当vBE大于三极管的死区电压vth后，iC开始上升。

三极管正常导通时，硅管VBE约为0.7V，锗管约为0.3V，此时的VBE值称为三极管工作时的发射结正向压降。

（1）输入特性曲线5）晶体管特性曲线（2）输出特性曲线反映三极管输出回路电压与电流关系的曲线，是指基极电流IB为某一定值时，集电极电流IC与集电极电压VCE对应关系的曲线。

（1）截止区习惯把IB=0曲线以下的区域称为截止区，三极管处于截止状态，相当于三极管内部各极开路。在截止区，三极管发射结反偏或零偏，集电结反偏。

（2）放大区它是三极管发射结正偏、集电结反偏时的工作区域。最主要特点是IC受IB控制，具有电流放大作用。（3）饱和区当VCE小于VBE时，三极管的发射结和集电结都处于正偏，此时IC已不再受IB控制。此时管子的集电极—发射极间呈现低电阻，相当于开关闭合。

有三个区——发射区、基区、集电区两个PN结——发射结(BE结)、集电结(BC结)三个电极——发射极e、基极b和集电极c；两种类型——PNP型管和NPN型管

工艺要求：发射区掺杂浓度较大；基区很薄且掺杂最少；集电区比发射区体积大且掺杂少。状态发射结集电结截止反偏或零偏反偏放大正偏反偏饱和正偏正偏三种工作状态

三极管工作状态与偏置要求

PN结正偏——P区接高电位，N区接低电位P区电位比N区电位高0.7V（硅管）或0.3V

PN结反偏——P区接低电位，N区接高电位

PN结零偏——P区电位大于或等于N区电位

P区电位高于N区0.5V以下（硅管）或0.2V3.三极管的类型按外形分：外引线型、贴片型按结构分：双极型晶体管（BJT电流控制）、场效应三极（FET电压控制）按材料分：锗三极管、硅三极管按导电类型分：NPN三极管、PNP三极管按功率分：小功率三极管、中功率三极管、大功率三极管

（d）（a）

（b）

（c）

（a）（b）为小功率三极管，（c）（d）为大功率三极管。（a）、（c）为塑料封装三极管，（b）、（d）为金属封装三极管。常见三极管外形4.识别三极管的引脚（1）小功率金属封装三极管（2）小功率塑料封装三极管（3）大功率金属封装三极管（4）大功率塑料封装三极管5.判别三极管的类型和引脚（1）选择量程（2）电阻调零（3）检测类型和基极

任意假定三极管的一个电极是基极b，用黑表笔与之相接，用红表笔分别与另外两极相接。当出现两次电阻都很小时，则黑表笔所接的就是基极，且管型为NPN型。当红表笔不动出现两次电阻都很小时，则管型为PNP型。黑表笔接假定的基极b，红表笔分别与另外两个电极相连当出现两次电阻都很小时，则黑表笔所接的为基极，且管型为NPN型（4）检测发射极和集电极

当基极b确定后，可接着判断发射极e和集电极c。若是NPN型管，将两表笔与待测的两极相连，然后用手指捏紧基极和黑表笔，观察指针摆动的幅度，再将黑红表笔对调，重复上述测量过程，比较两次指针摆动幅度，幅度摆动大的这次红表笔接的是发射极e，黑表笔接的是集电极c。若是PNP型管，只要在上述方法中红黑表笔对调即可。将两表笔与待测的两极相连，然后用手指捏紧基极和黑表笔比较两次指针摆动幅度，幅度摆动大的这次红表笔接的是e极，黑表笔接的是c极估测

的电路6.判别三极管质量（1）检测集电结和发射结的正、反向电阻③检测NPN或PNP型三极管的集电极和基极之间的正、反向电阻①选择量程④检测PNP或NPN型三极管的发射极和基极之间的正、反向电阻（即检测发射结正、反向电阻）正常时，集电结和发射结正向电阻都比较小，约为几百欧至几千欧；反向电阻都很大，约几百千欧至无穷大。②电阻调零（2）检测集电极与发射极之间电阻①选择量程③对于NPN型三极管，红表笔接集电极，黑表笔接发射极测一次电阻，如图（a）所示。互换表笔再测一次电阻，如图（b）所示。正常时，两次电阻阻值比较接近，约为几百千欧至无穷大。对于PNP型三极管，红表笔接集电极，黑表笔接发射极测一次电阻，正常约为十几千欧至几百千欧；互换表笔再测一次电阻，与正向电阻值相近。（3）判断质量如果三极管任意一个PN结的正、反向电阻不正常，或集电极和发射极之间的正、反向电阻不正常，说明三极管已损坏。如发射结的正、反向电阻阻值均为无穷大，说明发射结开路；集电极与发射极之间的电阻阻值为0，说明集电极与发射极之间击穿短路。②电阻调零三极管型号的读识

（2）三极管型号

国产三极管的型号由五部分组成。

第一部分是数字“3”，表示三极管。

第二部分是用拼音字母表示管子的材料和极性。

A——PNP锗材料，B——NPN锗材料，

C——PNP硅材料，D——NPN硅材料。

第三部分是用拼音字母表示管子的类型。

X——低频小功率管，G——高频小功率管，

D——低频大功率管，A——高频大功率管。

第四部分用数字表示器件的序号。

第五部分用拼音字母表示规格号。3AG54A三极管NP锗材料高频小功率序号规格号

（1）二极管型号

国产二极管的型号由五部分组成。

第一部分是数字“2”，表示二极管。

第二部分是用拼音字母表示管子的材料。

A——N型锗材料，B——P型锗材料，

C——N型硅材料，D——P型硅材料。

第三部分是用拼音字母表示管子的类型。

第四部分用数字表示器件的序号。

第五部分用拼音字母表示规格号。2AP1

二极管N型锗材料普通管器件序号二极管型号的读识9.晶体管的选用1）认识半导体的型号2）选择晶体管的类型晶体管的型号命名通常由5部分组成①根据电路工作频率确定选用低频管或高频管。②尽量选用低噪声的硅管，考虑晶体管工作的安全性。③大功率晶体管在使用时，因功耗较大，应按要求加装一定规格尺寸的散热片。3）选择晶体管的主要参数4）晶体管代换原则

晶体管的代换应遵守两大基本原则：类别相同，特性相近。

原则上要原型号代换，即PNP管换PNP管，NPN管换NPN管及锗管换锗管，硅管换硅管。极限参数高的晶体管可以代替较低的晶体管，性能好的晶体管可以代替性能差的晶体管。作业布置配套