- 2025-10-07
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三极管
三极管(Transistor)是一种具有电流放大或开关控制功能的三端半导体器件,核心作用是通过微弱电流信号控制较大电流,是电子电路中的 “信号放大 / 开关核心”。
结构与工作原理
结构:由两个 PN 结、三个掺杂区域(发射区 E、基区 B、集电区 C)和三个电极构成,分为 NPN 型和 PNP 型两种。基区极薄且掺杂浓度低,发射区掺杂浓度高,集电区面积大,这一结构差异是实现电流控制的关键。
原理:以常用的 NPN 型为例,给基极(B)加正向偏压、集电极(C)加反向偏压时,发射区的电子会大量注入基区,大部分电子会被集电区的反向电场 “拉走” 形成集电极电流(Ic),少量电子与基区空穴复合形成基极电流(Ib)。此时集电极电流约为基极电流的 β 倍(β 为电流放大倍数),实现 “以小控大” 的电流放大;若基极电流足够大,三极管会进入饱和状态,相当于 “开关闭合”,失去放大能力
关键参数
电流放大倍数(β/hFE):集电极电流与基极电流的比值,是衡量放大能力的核心指标,小信号管 β 通常为 50-200,达林顿管可达 1000 以上。
集电极最大电流(Ic (max)):三极管长期工作时允许通过的最大集电极电流,超过会导致器件损坏。
集电极 - 发射极击穿电压(Vceo):基极开路时,集电极与发射极之间能承受的最高电压,是选型时的关键耐压指标。
集电极最大耗散功率(Pc (max)):三极管因发热允许的最大功率损耗,与散热条件相关,大功率管需搭配散热片使用。
特征频率(fT):三极管放大能力下降到 1 时的频率,决定其适用的最高工作频率,高频应用需选择 fT 更高的型号。
典型应用场景
信号放大:在音频、射频电路中,将微弱的电信号(如麦克风输出、天线接收信号)放大到足够强度,驱动后续电路(如扬声器、显示器)。
开关控制:在数字电路或控制电路中,作为 “电子开关”,通过基极信号控制集电极回路的通断,如控制 LED 亮灭、继电器吸合 / 断开、电机启停。
电源电路:在稳压电源、开关电源中,作为调整管或开关管,稳定输出电压或控制电能的通断转换。
振荡电路:与电容、电感配合,构成正弦波或方波振荡电路,产生特定频率的信号(如时钟信号、射频信号)。