沈兵 王青 彭文杰 金鵬

摘要 三極管種類繁多，運用廣泛，作用不可小視，如何掌握三極管的種種特性是很值得我們深究的。然而很多資料并沒有對其有全面的介紹，本文將BJT的命名、引腳的識別基本結(jié)構(gòu)、工作原理、電流放大性能、開關(guān)特性等幾方面全面的來深入的認識三極管。

關(guān)鍵詞 BJT；NPN；發(fā)射極；集電極

中圖分類號TN112 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）67-0197-02

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，其理論已經(jīng)廣泛的運用到了各行各業(yè)，《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》成了通訊工程、自動化及其他電力工程類各專業(yè)的一門必修技術(shù)基礎(chǔ)課程。三極管卻是個完全陌生的概念，使得我們難以入門。

晶體三極管也稱晶體管或者三極管，是雙極性晶體管的簡稱，具有信號放大和開關(guān)的基本特性，屬于電流控制元件，是常用半導體組件之一。其種類繁雜，有NPN型、PNP型、高頻三極管、低頻三極管、超高頻三極管、帶阻三極管，還有由兩個、甚至多個BJT組成的差分管、達林頓管等等，這加大了我們對其全面的掌握的難度。

而這門課程中最難掌握的就是對三極管的工作原理的理解及其靈活運用。我們可以從BJT的命名、引腳的識別基本結(jié)構(gòu)、工作原理、電流放大性能、開關(guān)特性等幾方面來深入的認識BJT。

1 三極管的結(jié)構(gòu)簡介

在一個硅或鍺片上生成三個雜質(zhì)半導體區(qū)，一個P區(qū)夾在兩個N區(qū)中間，這就是NPN型；當一個N區(qū)夾在兩個P區(qū)中間時，這種類型是PNP型。

再從三個雜質(zhì)半導體區(qū)各引出一個引腳，分別叫做發(fā)射極(e，)，集電極（b），基極（c）。三極管型與之對應(yīng)的區(qū)域稱作發(fā)射區(qū)，集電區(qū)、基區(qū)?；鶇^(qū)很薄，且摻雜濃度低；發(fā)射區(qū)和集電區(qū)是同類型的雜質(zhì)半導體，但前者比后者摻雜濃度高很多，集電區(qū)面積比發(fā)射區(qū)面積大，故它們不是電對稱的。

在這三個半導體區(qū)域形成兩個PN結(jié)，即集電結(jié)、發(fā)射結(jié)。三極管都有三個引腳。在三極管的電路符號中發(fā)射極上的箭頭表示的是發(fā)射結(jié)上加正偏電壓時發(fā)射極電流的流向。三極管在電路中常用字母“Q”、“V”、“VT”加數(shù)字表示，

2 型號識別

就目前我們常?？吹降娜龢O管而言，除國產(chǎn)的以外，還有來自日本、美國和歐洲等國家的產(chǎn)品。在這些產(chǎn)品中，各個國家都有著自己的一套命名型號的方法，來命名三極管。

如同我們最常見到的電阻一樣，分為四環(huán)電阻和五環(huán)電阻，我們可以通過用眼睛來觀察顏色就可以迅速知道其阻值，這樣就很方便的讀出阻值，避免了用萬用表來測量。三極管也是如此，只要我們掌握了它們的命名特點規(guī)律之后，從三極管表面上字母上識別出型號來就不再困難了。

在三極管面上除了標注有型號外，還印有用來表示參數(shù)、規(guī)格、改進產(chǎn)品、用途和生產(chǎn)日期等的字母和數(shù)字。在管面上有許多字母、數(shù)字，認出哪些字母是表示型號，關(guān)鍵是抓住型號的特征。

國產(chǎn)的三極管的特征是以數(shù)字“3”開頭，接著是兩個表示特性用途的字母，后面是一串表示序號的數(shù)字。我們經(jīng)常用到的國產(chǎn)的半導體型號命名方法如下，名稱由五部分組成，第一部分用阿拉伯數(shù)字表示器件電極數(shù)目；第二部分用漢語拼音表示器件材料和極性；第三部分用漢語拼音表示器件類型；第四部分用阿拉伯數(shù)字表示序號，第五部分用漢語拼音表示規(guī)格號。

然而日本產(chǎn)的三極管命名方法和我們在實驗室常見的有很大的不同，具體如下：日本產(chǎn)的三極管開頭兩個字母均為2S，2表示具有2個PN結(jié)的晶體管。S表示屬日本電子工業(yè)協(xié)會注冊登記的產(chǎn)品。

第三部分一般用A、B、C、D字母來表示管子的極性和類型。A、B為PNP型管；C、D為NPN型管。其中A、C多數(shù)為高品管；B、D多數(shù)為低頻管。但也有例外的情況。第四部分用兩位以上的整數(shù)，表示注冊登記的序列號。一般來講，數(shù)字越大，越是近期產(chǎn)品，但連號管子不一定性能相似。數(shù)字后若跟有A、B、C字母，表示對原型號的改進產(chǎn)品。美國等其他國家的也各有差異。

3 如何使用萬用表來判斷三極管的管腳

在我們要使用三極管時，我們必須知道三極管的引腳排列，這樣才能正確的去使用它。對于我們通常使用的塑料封裝的三極管，我們可以根據(jù)它的外形快速的辨認出它的引腳，其常用方法是：我們的手捏住三極管的引腳并使塑料封裝部分的平面?zhèn)让鎸ψ约?，此時我們的手捏住引腳依次為e、b、c。對于此辦法無法識別的三極管，我們通常使用的是萬用表來判定它的引腳。

下面，在這里我們就只介紹一下如何使用數(shù)字萬用表檢測引腳排列。

數(shù)字萬用表不僅能判定晶體管，測量管子的共發(fā)射極電流放大系數(shù)hFE，還可鑒別硅管和鍺管。由于數(shù)字萬用表的電子檔的測試電流很小，所以不適用檢測晶體管，應(yīng)使用二極管檔或者hFE當進行測試。

將數(shù)字萬用表撥至二極管檔，紅表筆固定任意接某個引腳上時，用黑表筆依次接觸另外兩個引腳，如果兩次顯示值均小于1V或都顯示溢出符號“OL”或“I”，若是PNP管側(cè)紅表筆所接的引腳就是基極B。

如果在兩次測試中，一次顯示值小于1V另一次顯示，溢出符號“OL”或“I”（不同的表略有不同），表明紅表筆接的引腳不是基極B，此時應(yīng)該換其他引腳重新測量，直到找到基極B為止。

在紅表筆接基極，用黑表筆先后接觸其他兩個引腳。如果顯示屏上的數(shù)值都顯示為0.600 V~0.800V，則被測管屬于硅NPN型中小功率三極管，其中顯示數(shù)值較大的一次，黑筆所接的電極為發(fā)射極。黑筆所接的電極即為發(fā)射極；如果顯示屏上的數(shù)值都顯示為0.400V~0.600V，則被測管屬于硅NPN型大功率三極管，其中顯示數(shù)值較大的一次，黑筆所接的電極為發(fā)射極，黑筆所接的電極即為發(fā)射極；在紅表筆接基極，用黑表筆先后接觸其他兩個引腳，若兩次顯示溢出符號“OL”或“I”（不同的表略有不同），則表明被測管屬于硅PNP型三極管，此時數(shù)值大的那次，紅表筆所接的電極為發(fā)射極。

在上述測量過程中若顯示屏上的顯示數(shù)值都小于0.4V，則被測管屬于鍺型三極管。

一般的貼片三極管從頂端往下看有兩邊，上面只有一腳的為集電極，下邊的兩腳分別是基極和發(fā)射極，知道這些后，用萬用表就不難區(qū)分了；當然是指三極管好的情況。

如果三極管壞的，還要結(jié)合它的偏置電路判定它是NPN型還是PNP型。

4 晶體管的性能

圖1 載流子的傳輸過程

簡單的說三極管是從二極管過渡而來，二極管主要是由一個PN結(jié)組成，而三極管由二個背靠背的PN結(jié)組成。但是其性能不能簡單的認為是兩個二極管的組合了。晶體管在電路中有放大作用和開關(guān)作用，可將微弱的信號放大或抑制成自動開關(guān)，控制電路中電流的中斷。

根據(jù)晶體管的原理，在電路中當改變Rb的值，Ib就會發(fā)生微變，但Ic卻發(fā)生了很大的變化，這就是三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)使它達到電流放大的效果。

有與三個管腳的電壓大小不同，三極管會呈現(xiàn)三種狀態(tài)：飽和區(qū)、放大區(qū)、截止區(qū)。由于晶體管內(nèi)部進行的過程復雜，但從應(yīng)用的角度看，可以將其理解為一個電流適配器下面以放大區(qū)為例，它的管腳分別為發(fā)射極（E）、集電極（C）、基極（B），其電流分配如圖1。

可用IE=IB+IC；β=IB=IC或IE=IC；其中β稱為晶體管的電流分配系數(shù)，β為電流放大系數(shù)，三個電流中任意一個發(fā)生變化，另外兩個就會隨之發(fā)生變化。但實際上基極電流太微弱，且其遠小于發(fā)射極電流。

故在粗略計算時常忽略，IE=IC。為對三極管放大作用的理解，切記一點：能量不會無緣無故的產(chǎn)生，所以，三極管一定不會產(chǎn)生能量。三極管是一個電流控制元件：它可以通過小電流控制大電流。根據(jù)其電流的大小可以判定不同的工作狀態(tài)。

5 三極管的開關(guān)特性

在數(shù)字電路中，晶體管常當做開關(guān)使用，當開關(guān)工作時，管子管子處于截止和飽和狀態(tài)。故在單片機、光電自控電路等復雜電路中都發(fā)揮著不可替代的作用。

為對三極管放大作用的理解，切記一點：能量不會無緣無故的產(chǎn)生，所以，三極管一定不會產(chǎn)生能量。三極管是一個電流控制元件：它可以通過 電流控制大電流。根據(jù)其電流的大小可以判定不同的工作狀態(tài)。

參考文獻

[1]沈長生編著.常用電子元器件使用技巧300問[M].機械工業(yè)出版社，2005.

[2]張新德，李剛等編著.通用元器件初學初用技術(shù)手冊[M].機械工業(yè)出版社，2005.

[3]《無線電》雜志社編.無線電元器件精匯[M].2版.人民郵電出版社，2005.

[4]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)(模擬部分)[M].5版.高等教育出版社.