一、三極管的結構和符號

1、半導體三極管又稱晶體管，它是在一塊鍺基片或硅基片上分別制作出兩個P區、一個N區或兩個N區、一個P區，然后再從這幾個區分別引出電極而成。有兩個P區的管子稱PNP三極管，有兩個N區的管子稱NPN三極管。其結構示意圖與對應的符號如下圖所示。

從上圖可以看出，無論是PNP三極管還是NPN三極管都有兩個PN結，分別稱發射結與集電結。三個電極分別稱發射極(e)、基極 (b)和集電極(c)。

2、三極管結構上的特點是基區的厚度極薄，摻雜很輕；發射區的尺寸比集電區小，但集電區的摻雜比發射區輕。一般NPN三極管以硅管居多，而PNP三極管以鍺管居多。

二、三極管的電流放大作用

1、三極管的電流放大作用

為說明三極管的電流放大作用，在NPN三極管的三個電極上加適當的電壓。

1）在上圖所示的電壓極性作用下，發射結處于正向連接(稱正偏)，當電壓Ube大于發射結閥電壓時，PN結導通，發射極(N區)的大量電子載流子進入基區，由于基區摻雜輕，只有少量的空穴載流子，因此進入基區的電子只有很少一部分能與基區的空穴相復合，而大量的電子仍繼續向前擴散(即向基區靠近集電區一側擴散)。這些基區的電子在基區(P區)中充當著少數載流子的角色。由于集電結處于反偏，因此這些在基區中的電子以漂移運動的方式進入到集電區，并被集電區所收集。

2）發射區電子進入基區后，與基區空穴復合掉一部分，這部分電子又被基極正電源Eb拉走，形成基極電流Ib；從發射區進入基區后又漂移到集電區的電子，被集電極正電源Ec拉走形成集電極電流Ic。這兩部分電子被正電源拉走后，又回到發射區，從而形成發射極電流Ie。不難看出：Ie=Ic+Ib。

3）由于漂移到集電區的電子數比在基區復合掉的電子數多得多，因此形成的集電極電流Ie>>基極電流Ib。

Ib改變，使Ie隨之而變的作用稱三極管的電流控制作用。但被控量Ie的變化比控制量Ib的變化要大得多，工程上將這種以小控大的作用稱之為放大。電子技術領域里把這種以小電流控制大電流的作用稱為電流放大作用。

2、電流放大系數

共發射極連接時，三極管電流放大作用的大小，可用電流放大系數表示。

1）靜態電流放大系數β(h FE )

靜態電流放大系數是指Uce為某一定只是值時Ic與Ib的比值，即h FE =Ic/Ib

2）動態電流放大系數β(h fe )

動態電流放大系數是指Uce為某一定值時集電極電流增量△Ic與基極電流增量△Ib的比值，即h fe =△Ic/△Ib

由于hFE與hfe很接近，所以在實際應用時不作嚴格區別。

三、三極管的主要參數

1、電流放大系數

電流放大系數用來表征三極管的電流放大能力，可分為靜態電流放大系數和動態電流放大系數。由于特性曲線的非線性，所以只有在特性曲線近于水平的部分，Ic隨Ib成正比的變化，β值才可認為基本恒定。常用的三極管，其β值約在20-100之間。

2、極間反向電流

在三極管中，除了多數載流子的運動以外，還有少數載流子的運動，這些少數載流子的運動所形成的電流稱極間反向電流。由于少數載流子受溫度的影響較大，因此極間反向電流對三極管的工作有一定的影響。影響較大的極間反向電流有以下兩種。

1）集電極反向電流(集-基極反向飽和電流)Icbo

當發射極開路時，如下圖 (a)所示，由于Ec>>Eb，所以集電極處于反偏，集電區內的少數載流子空穴在反向電場作用下將向基區漂移。從而形成集-基極反向飽和電流Icbo。飽和電流Icbo的大小表征著三極管質量的好壞。良好的三極管，Icbo應該很小。在室溫下，鍺管的Icbo約幾十微安；小功率硅管的Icbo則在IuA以下，從這點說明硅管的熱穩定比鍺管好。Icbo的大小幾乎與外加電壓無關，但受溫度影響較大，溫度升高時Icbo將增大。

2）穿透電流(集-射極穿透電流)Iceo

基極開路時集電結處于反偏，發射結處于正偏，此時通過集電極的電流好似直接從發射區穿透到集電區的，故稱其為穿透電流。如上圖 (b)所示。對這種情況下的載流子進行分析，可得到穿透電流Iceo與集-基極反向飽和電流Icbo的關系式

Iceo=Iceo+βIcbo=(1+β)Icbo

由于Iceo的存在，所以集電極電流應為

Ic=βIb+Iceo=βIb+(1+β)Icbo

可見集電極電流Ic受Icbo、Iceo及β的影響。而這些量又受溫度的影響，因此要使三極管的穩定性好，管子的極間反向電流應盡量小，而β也不宜過大。

3、極限參數

1）集電極最大允許電流ICM

集電極電流超過一定值后，β值要下降。當β下降到正常值三分之二時的集電極電流稱集電極最大允許電流I CM 。當Ic>ICM時，管子雖不一定損壞，但β值下降得太多。

2）集-射極擊穿電壓 BUceo

基極開路時，加在集-射極間的最大允許電壓稱集-射極擊穿電壓BUceo。溫度升高時，BUceo要降低。

3）集電極最大允許耗散功率PCM

由于集電極電流流經集電結時會產生熱量，使結溫升高，并引起參數變化。當三極管受熱而引起的參數變化不超過允許值時，集電極所消耗的最大功率稱集電極最大允許耗散功率P CM 。

四、溫度對三極管參數的影響

溫度變化時對三極管參數的影響主要有以下方面：

1、對發射結閥電壓和輸入特性的影響

溫度升高時，閥電壓降低，輸入特性左移；溫度降低時，則作相反的變化。如下圖(a)所示。

2、對Icbo的影響

溫度升高時Icbo增大，Ic也隨之增大；反之，Icbo減小，Ic也減小，如上圖(b)所示。對硅管來說，Icbo很小，所以與鍺管相比，其影響極微。

3、對電流放大系數的影響

溫度升高時，電流放大系數也將隨之增大。關于這一點，從上圖(b)的輸出特性曲線中也可以看出。

五、三極管電極的判別

1、基極判別

將萬用表選擇開關撥在歐姆檔，量程選用Rx100或Rx1k。用萬用表的兩根表筆分別對三個電極中的任何兩個進行正接、反接各測一次。如測得電阻均較大，則剩下的電極(未參加測量的那個極)即為基極。

2、管型判別

基極判定后，用萬用表的黑筆(表內電池的正極)接到基極，用紅筆分別測另外兩個電極。如測得的電阻都很大，則該管為PNP型；如測得的電阻均較小，則該管為NPN型。

3、發射極與集電極的判別

1）對于PNP型三極管，將紅表筆接到假定集電極上，黑表筆接另一未知管腳，右手手指蘸點水，用拇指和食指捏住紅表筆和集電極，用中指碰基極，這樣通過手的電阻給三極管加正向偏流，使三極管導通，記下萬用表指示的阻值。然后再假定另一管腳為集電極，用同樣的方法測試，記下并比較兩阻值，其中阻值小的一次假定集電極是正確的。這是因為發射區產摻雜重，集電區摻雜輕。測得的電阻小，表示Iceo大；而測得的電阻大，則表示Iceo小。即紅表筆所接的管腳是集電極，黑表筆所接的管腳是發射極。

2）對于NPN型三極管，將紅、黑兩只表筆對調，用同樣的方法測試。