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三極管原理--我見過最通俗易懂的講法!!!

2024-01-27科學

三極管是兩個PN結共居於一塊半導體材料上,因為每個半導體三極管都有兩個PN結,所以又稱為雙極結晶體管。

它是電流控制元件,利用基區窄小的特殊結構,透過載流子的擴散和復合,實作了基極電流對集電極電流的控制,使三極管有 更強的控制能力。按照內部結構來區分,可以把三極管分為PNP管和NPN管,兩只管按照一定的方式連線起來,就可以組成對管,具有更強的工作能力。如果按 照三極管的功耗來區別,可以把它們分為小功率三極管、中功率三極管、大功率三極管等。





✦對三極管所謂的放大作用的理解,我們要切記一點:器件不會無緣無故產生能量,所以三極管本身不會產生能量,放大不是三極管本身給的增益!

✦三極管是流控元件核心原理在於:三極管可以透過小電流即Ibe來控制大電流Ice。

✦通俗的講一講三極管的放大原理:透過較小的電流輸入,控制較大的電流輸出。

我們先看圖,我們把三極管比作一個大壩,但是這個大壩不是尋常的大壩,大壩有兩個閥門,一個大閥門,一個小閥門。大壩的小閥門人力就能開啟開啟,但是大壩的大閥門很沈,光憑人力是絕對打不開的,要開啟大閥門,只能透過小閥門的水力才能開啟。所以,平時大壩的工作順序就是,當需要大壩放水的時候,我們就先開啟大壩的小閥門,這樣就有細流流出,依靠這細流來沖擊大閥門的開關,從而使大閥門隨之開啟,這樣大閥門裏面的洪流就流下來。

我們理解了這個閥門的工作原理,那麽如果我們不停地改變小閥門開啟程度的大小,那麽大閥門開啟程度也會相應地改變,假設小閥門和大閥門的開啟程度的大小是成比例的,那麽我們可以對應的理解成為三極管的放大原理。在這裏,Ube就是小閥門的開啟程度,Uce就是大閥門的開啟程度,人就是輸入訊號。當然,我們可以更形象的把水流比為電流,因為之前我們提到三極管畢竟是一個電流控制元件。

✦飽和區:應該是小的閥門開啟的太大了,以至於大閥門裏放出的水流已經到了它極限的流量,但是 你關小閥門的話,可以讓三極管工作狀態從飽和區返回到線性區。

✦截止區:應該是那個小的閥門開啟的還不夠,不能開啟打閥門,這種情況是截止區。

✦線性區:就是水流處於可調節的狀態。

✦擊穿區:比如有水流存在一個水庫中,水位太高(相應與Vce太大),導致有缺口產生,水流流出。而且,隨著小閥門的開啟,這個擊穿電壓變低,就是更容易擊穿了。

✦β值:β值是三極管最重要的參數,因為β值描述的是三極管對電流訊號放大能力的大小。β值越高,對小訊號的放大能力越強,反之亦然;但β值不能做得很大,因為太大,三極管的效能不太穩定,通常β值應該選擇30至80為宜。一般來說,三極管的β值不是一個特定的指,它一般伴隨著元件的工作狀態而小振幅地改變。

✦極間反向電流:極間反向電流越小,三極管的穩定性越高。

✦三極管反向擊穿特性:三極管是由兩個PN結組成的,如果反向電壓超過額定數值,就會像二極管那樣被擊穿,使效能下降或永久損壞。

✦工作頻率:三極管的β值只是在一定的工作頻率範圍內才保持不變,如果超過頻率範圍,它們就會隨著頻率的升高而急劇下降。