三極體工作原理

2021-07-09 18:43:51 字數 4829 閱讀 9293

1樓:愛生活的淇哥

原理:三極體npn管,它由2塊n型半導體中間夾著一塊p型半導體所組成,發射區與基區之間形成的pn結稱為發射結,而集電區與基區形成的pn結稱為集電結,三條引線分別稱為發射極e 、基極b 和集電極c。

當b點電位高於e點電位零點幾伏時,發射結處於正偏狀態,而c點電位高於b點電位幾伏時,集電結處於反偏狀態,集電極電源ec要高於基極電源eb。

在製造三極體時,有意識地使發射區的多數載流子濃度大於基區的,同時基區做得很薄,而且,要嚴格控制雜質含量。

這樣,一旦接通電源後,由於發射結正偏,發射區的多數載流子及基區的多數載流子很容易地越過發射結互相向對方擴散,但因前者的濃度基大於後者,所以通過發射結的電流基本上是電子流,這股電子流稱為發射極電流子。

擴充套件資料

三極體的發明歷史:

2023年12月23日,美國新澤西州墨累山的貝爾實驗室裡,3位科學家——巴丁博士、布萊頓博士和肖克萊博士在緊張而又有條不紊地做著實驗。他們在導體電路中正在進行用半導體晶體把聲音訊號放大的實驗。

3位科學家驚奇地發現,在他們發明的器件中通過的一部分微量電流,竟然可以控制另一部分流過的大得多的電流,因而產生了放大效應。這個器件,就是在科技史上具有劃時代意義的成果——電晶體。

2樓:

三極體工作的理論原理:

三極體分為鍺管和矽管。每一種又有npn和pnp兩種結構形式,使用最多是矽npn和鍺pnp兩種三極體,(n型半導體在高純度矽中加入磷取代一些矽原子,在電壓刺激下產生自由電子導電,而p是正極的意思是加入硼取代矽,產生大量空穴利於導電)。

兩者除了電源極性不同外,其工作原理都是相同的。

三極體工作放大原理:

1、發射區向基區發射電子

電源ub經過電阻rb加在發射結上,發射結正偏,發射區的多數載流子(自由電子)不斷地越過發射結進入基區,形成發射極電流ie。

2、基區中電子的擴散與複合

電子進入基區後,先在靠近發射結的附近密集,漸漸形成電子濃度差,在濃度差的作用下,促使電子流在基區中向集電結擴散,被集電結電場拉入集電區形成集電極電流ic。

3、集電區收集電子

由於集電結外加反向電壓很大,這個反向電壓產生的電場力將阻止集電區電子向基區擴散,同時將擴散到集電結附近的電子拉入集電區從而形成集電極主電流icn。

3樓:雙月僕雲霞

三極體是一種控制元件,主要用來控制電流的大小,以共發射極接法為例(訊號從基極輸入,從集電極輸出,發射極接地),當基極電壓ub有一個微小的變化時,基極電流ib也會隨之有一小的變化,受基極電流ib的控制,集電極電流ic會有一個很大的變化,基極電流ib越大,集電極電流ic也越大,反之,基極電流越小,集電極電流也越小,即基極電流控制集電極電流的變化。但是集電極電流的變化比基極電流的變化大得多,這就是三極體的放大作用。ic

的變化量與ib變化量之比叫做三極體的放大倍數β(β=δic/δib,

δ表示變化量。),三極體的放大倍數β一般在幾十到幾百倍。

三極體在放大訊號時,首先要進入導通狀態,即要先建立合適的靜態工作點,也叫建立偏置,否則會放大失真。

下面說下三極體的電流放大原理

它是由2塊n型半導體中間夾著一塊p型半導體所組成,從圖可見發射區與基區之間形成的pn結稱為發射結,而集電區與基區形成的

pn結稱為集電結,三條引線分別稱為發射極e、基極b和集電極。當b點電位高於e點電位零點幾伏時,發射結處於正偏狀態,而c點電位高於b點電位幾伏時,集電結處於反偏狀態,集電極電源ec要高於基極電源ebo。

4樓:

三極體是電流放大器件,有三個極,分別叫做集電極c,基極b,發射極e。分成npn和pnp兩種。我們把從基極b流至發射極e的電流叫做基極電流ib;把從集電極c流至發射極e的電流叫做集電極電流ic。

這兩個電流的方向都是流出發射極的,所以發射極e上就用了一個箭頭來表示電流的方向。三極體的放大作用就是:集電極電流受基極電流的控制(假設電源能夠提供給集電極足夠大的電流的話),並且基極電流很小的變化,會引起集電極電流很大的變化,且變化滿足一定的比例關係:

集電極電流的變化量是基極電流變化量的β倍,即電流變化被放大了β倍,所以我們把β叫做三極體的放大倍數(β一般遠大於1,例如幾十,幾百)。如果我們將一個變化的小訊號加到基極跟發射極之間,這就會引起基極電流ib的變化,ib的變化被放大後,導致了ic很大的變化。如果集電極電流ic是流過一個電阻r的,那麼根據電壓計算公式u=r*i可以算得,這電阻上電壓就會發生很大的變化。

我們將這個電阻上的電壓取出來,就得到了放大後的電壓訊號了。

三極體在實際的放大電路中使用時,還需要加合適的偏置電路。這有幾個原因。首先是由於三極體be結的非線性(相當於一個二極體),基極電流必須在輸入電壓大到一定程度後才能產生(對於矽管,常取0.

7v)。當基極與發射極之間的電壓小於0.7v時,基極電流就可以認為是0。

但實際中要放大的訊號往往遠比0.7v要小,如果不加偏置的話,這麼小的訊號就不足以引起基極電流的改變(因為小於0.7v時,基極電流都是0)。

如果我們事先在三極體的基極上加上一個合適的電流(叫做偏置電流,上圖中那個電阻rb就是用來提供這個電流的,所以它被叫做基極偏置電阻),那麼當一個小訊號跟這個偏置電流疊加在一起時,小訊號就會導致基極電流的變化,而基極電流的變化,就會被放大並在集電極上輸出。另一個原因就是輸出訊號範圍的要求,如果沒有加偏置,那麼只有對那些增加的訊號放大,而對減小的訊號無效(因為沒有偏置時集電極電流為0,不能再減小了)。而加上偏置,事先讓集電極有一定的電流,當輸入的基極電流變小時,集電極電流就可以減小;當輸入的基極電流增大時,集電極電流就增大。

這樣減小的訊號和增大的訊號都可以被放大了。

下面說說三極體的飽和情況。因為受到電阻rc的限制(rc是固定值,那麼最大電流為u/rc,其中u為電源電壓),集電極電流是不能無限增加下去的。當基極電流的增大,不能使集電極電流繼續增大時,三極體就進入了飽和狀態。

一般判斷三極體是否飽和的準則是:ib*β〉ic。進入飽和狀態之後,三極體的集電極跟發射極之間的電壓將很小,可以理解為一個開關閉合了。

這樣我們就可以拿三極體來當作開關使用:當基極電流為0時,三極體集電極電流為0(這叫做三極體截止),相當於開關斷開;當基極電流很大,以至於三極體飽和時,相當於開關閉合。如果三極體主要工作在截止和飽和狀態,那麼這樣的三極體我們一般把它叫做開關管。

如果我們在將電阻rc換成一個燈泡,那麼當基極電流為0時,集電極電流為0,燈泡滅。如果基極電流比較大時(大於流過燈泡的電流除以三極體的放大倍數β),三極體就飽和,相當於開關閉合,燈泡就亮了。由於控制電流只需要比燈泡電流的β分之一大一點就行了,所以就可以用一個小電流來控制一個大電流的通斷。

如果基極電流從0慢慢增加,那麼燈泡的亮度也會隨著增加(在三極體未飽和之前)。

對於pnp型三極體,分析方法類似,不同的地方就是電流方向跟npn的剛好相反,因此發射極上面那個箭頭方向也反了過來——變成朝裡的了。

5樓:匿名使用者

晶體三極體(以下簡稱三極體)按材料分有兩種:鍺管和矽管。而每一種又有npn和pnp兩種結構形式,但使用最多的是矽npn和鍺pnp兩種三極體,(其中,n表示在高純度矽中加入磷,是指取代一些矽原子,在電壓刺激下產生自由電子導電,而p是加入硼取代矽,產生大量空穴利於導電)。

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矽管的電流放大原理。 對於npn管,它是由2塊n型半導體中間夾著一塊p型半導體所組成,發射區與基區之間形成的pn結稱為發射結,而集電區與基區形成的pn結稱為集電結,三條引線分別稱為發射極e、基極b和集電極c。

當b點電位高於e點電位零點幾伏時,發射結處於正偏狀態,而c點電位高於b點電位幾伏時,集電結處於反偏狀態,集電極電源ec要高於基極電源ebo。在製造三極體時,有意識地使發射區的多數載流子濃度大於基區的,同時基區做得很薄,而且,要嚴格控制雜質含量,這樣,一旦接通電源後,由於發射結正偏,發射區的多數載流子(電子)及基區的多數載流子(空穴)很容易地越過發射結互相向對方擴散,但因前者的濃度基大於後者,所以通過發射結的電流基本上是電子流,這股電子流稱為發射極電流了。由於基區很薄,加上集電結的反偏,注入基區的電子大部分越過集電結進入集電區而形成集電極電流ic,只剩下很少(1-10%)的電子在基區的空穴進行復合,被複合掉的基區空穴由基極電源eb重新補給,從而形成了基極電流ibo.

根據電流連續性原理得:ie=ib+ic,這就是說,在基極補充一個很小的ib,就可以在集電極上得到一個較大的ic,這就是所謂電流放大作用,ic與ib是維持一定的比例關係,即:β1=ic/ib 式中:

β1--稱為直流放大倍數,集電極電流的變化量△ic與基極電流的變化量△ib之比為:β= △ic/△ib。式中β--稱為交流電流放大倍數,由於低頻時β1和β的數值相差不大,所以有時為了方便起見,對兩者不作嚴格區分,β值約為幾十至一百多。

三極體是一種電流放大器件,但在實際使用中常常利用三極體的電流放大作用,通過電阻轉變為電壓放大作用。

npn三極體放大時管子內部的工作原理:

1、發射區向基區發射電子(形成發射極電流)

發射結施加正向電壓且摻雜濃度高,所以發射區多數自由電子越過發射結擴散到基區,發射區的自由電子由直流電源補充,從而形成了發射極電流。(同時,基區的多數載流子也會擴散到發射區,成為發射極電流的一部分。由於基區很薄,且摻雜濃度較低,因此由基區多子空穴形成的電流可以忽略不計。

)2、自由電子在基區和空穴複合,形成集區電流,並繼續向集電區擴散

自由電子進入基區後,先在靠近發射結的附近密集,漸漸形成電子濃度差,在濃度差的作用下,促使電子流在基區中向集電結擴散,被集電結電場拉入集電區形成集電極電流。也有很小一部分電子(因為基區很薄)與基區的空穴複合(基區中的空穴由直流電源補充),擴散的電子流與複合電子流之比例決定了三極體的放大能力。

3、集電區收集自由電子,形成集電極電流

由於集電結加反向電壓且面積很大,這個反向電壓產生的電場力將阻止集電區電子向基區擴散,同時將擴散到集電結附近的電子拉入集電區從而形成集電極主電流icn。另外集電區的少數載流子(空穴)也會產生漂移運動,流向基區形成反向飽和電流,用icbo來表示,其數值很小,但對溫度卻異常敏感。

如何判斷三極體工作狀態,怎麼判斷三極體的工作狀態? 80

凡沫雅 當ib 0時,ic 0。對npn型矽管,當基極 b極 與發射極間電壓ube 0.5v時,管子已經開始截止,但為了使電晶體可靠截止,通常給發射極加上反向偏置電壓,這樣發射極和集電極都處於反向偏置,電晶體處於可靠截止狀態。2.當基極電流的變化對集電極電流的影響很小,兩者不成比例時,電晶體處於飽和...

用三極體驅動繼電器時,三極體工作在放大狀態還是飽和狀態

木土丘 用9013驅動一個繼電器,當控制端輸入高電平時,三極體工作於飽狀態。條件是三極體的基極要得到足夠的電流,三極體才能飽和導通。如果r1 r2取值不當,三極體的基極電流太小,就會進入放大區,這時就不是處於飽和狀態。繼電器就不能吸合。一般r1 1k,r2 10k就很理想。如果r1取得過大,對於低 ...

三極體的工作原理

三極體是電流放大器件,有三個極,分別叫做集電極c,基極b,發射極e。分成npn和pnp兩種。我們僅以npn三極體的共發射極放大電路為例來說明一下三極體放大電路的基本原理。一 電流放大 下面的分析僅對於npn型矽三極體。如上圖所示,我們把從基極b流至發射極e的電流叫做基極電流ib 把從集電極c流至發射...