1.3.1 三極管的結(jié)構(gòu)和分類
通俗來講，三極管內(nèi)部為由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的三層結(jié)構(gòu)，根據(jù)分層次序分為NPN型和PNP型兩大類。
不管是什么樣的三極管，它們均包含三個(gè)區(qū)：發(fā)射區(qū)，基區(qū)，集電區(qū)，同時(shí)相應(yīng)的引出三個(gè)電極：發(fā)射極，基極，集電極。同時(shí)又在兩兩交界區(qū)形成PN結(jié)，分別是發(fā)射結(jié)和基點(diǎn)結(jié)。
三極管的三種連接方式
1.3.2 三極管的放大作用
把兩個(gè)二極管背靠背的連在一起，是沒有放大作用的，要想使它具有放大作用，必須滿足以下條件：1。發(fā)射區(qū)中進(jìn)行重?fù)诫s;2?；鶇^(qū)做得很薄;3。集電極面積大。
1. 載流子的傳輸過程
因?yàn)榘l(fā)射結(jié)正向偏置，且發(fā)射區(qū)進(jìn)行重?fù)诫s，所以發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子擴(kuò)散注入至基區(qū)，又由于集電結(jié)的反向作用，故注入至基區(qū)的載流子在基區(qū)形成濃度差，因此這些載流子從基區(qū)擴(kuò)散至集電結(jié)，被電場(chǎng)拉至集電區(qū)形成集電極電流。而留在基區(qū)的很少。因?yàn)榛鶇^(qū)做的很薄。
此外，因?yàn)榧娊Y(jié)反向偏置，所以集電區(qū)中的空穴和基區(qū)中的電子(均為少數(shù)載流子)在結(jié)電場(chǎng)作用下做漂移運(yùn)動(dòng)。
上述載流子的傳輸過程如圖(3)所示。
2. 電流的分配關(guān)系
由于載流子的運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生相應(yīng)電流，它們的關(guān)系如下：
其中：ICEO為發(fā)射結(jié)少數(shù)載流子形成的反向飽和電流;ICBO為IB=0時(shí)，集電極和發(fā)射極之間的穿透電流。 為共基極電流的放大系數(shù)， 為共發(fā)射極電流的放大系數(shù)。它們可定義為：
放大系數(shù)有兩種(直流和交流)，但我們一般認(rèn)為，它們二者是相等的，不區(qū)分它們。
3. 三極管的特性曲線
以NPN管共發(fā)射極為例
(1).輸入特性
它與PN結(jié)的正向特性相似，三極管的兩個(gè)PN結(jié)相互影響，因此，輸出電壓UCE對(duì)輸入特性有影響，且UCE>1,時(shí)這兩個(gè)PN結(jié)的輸入特性基本重合。我們用UCE=0和UCE>=1,兩條曲線表示，如圖(4)所示
(2).輸出特性
它的輸出特性可分為三個(gè)區(qū)：(如圖(5)的特性曲線)
(1)截止區(qū)：IB<=0時(shí)，此時(shí)的集電極電流近似為零，管子的集電極電壓等于電源電壓，兩個(gè)結(jié)均反偏
(2)飽和區(qū)：此時(shí)兩個(gè)結(jié)均處于正向偏置，UCE=0.3V
(3)放大區(qū):此時(shí)IC=ßIB，IC基本不隨UCE變化而變化，此時(shí)發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。
4. 三級(jí)管主要參數(shù)
(1).放大系數(shù)
它主要是表征管子放大能力。它有共基極的放大系數(shù)和共發(fā)射極的放大系數(shù)。它們二者的關(guān)系是：
(2).極間的反向電流
(a)集電極基極間反向飽和電流ICBO
發(fā)射極開路時(shí)，在其集電結(jié)上加反向電壓，得到反向電流。它實(shí)際上就是一個(gè)PN結(jié)的反向電流。其大小與溫度有關(guān)。
鍺管：I CBO為mA(10-6)數(shù)量級(jí)，
硅管：I CBO為nA(10-9)數(shù)量級(jí)。
(b)集電極發(fā)射極間的穿透電流ICEO
基極開路時(shí)，集電極到發(fā)射極間的電流——穿透電流。
其大小與溫度有關(guān)。ICEO與ICBO關(guān)系為：ICEO=(1+ß)ICBO
(3).極限參數(shù)
(a) 集電極最大允許電流ICM
Ic增加時(shí)，b 要下降。當(dāng)b值下降到線性放大區(qū)b值的70%時(shí)，所對(duì)應(yīng)的集電極電流稱為集電極最大允許電流ICM。
(b) 集電極最大允許功率損耗PCM
集電極電流通過集電結(jié)時(shí)所產(chǎn)生的功耗，
PC= ICUCE
(c) 基極開路時(shí)，集電極與發(fā)射極之間允許的最大反向電壓U(BR)CEO。
(4). 參數(shù)與溫度的關(guān)系
由于半導(dǎo)體的載流子受溫度影響，因此三極管的參數(shù)受溫度影響，溫度上升，輸入特性曲線向左移，基極的電流不變，基極與發(fā)射極之間的電壓降低。輸出特性曲線上移。溫度升高，放大系數(shù)也增加。