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科技實力

  半導體三極管又稱“晶體三極管”或“晶體管”。在半導體鍺或硅的單晶上制備兩個能相互影響的PN結,組成一個PNP(或NPN)結構。中間的N區(或P區)叫基區,兩邊的區域叫發射區和集電區,這三部分各有一條電極引線,分別叫基極B、發射極E和集電極C,是能起放大、振蕩或開關等作用的半導體電子器件。
 

工作原理
  晶體三極管(以下簡稱三極管)按材料分有兩種:鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結構形式,但使用最多的是硅NPN和鍺PNP兩種三極管,(其中,N表示在高純度硅中加入磷,是指取代一些硅原子,在電壓刺激下產生自由電子導電,而p是加入硼取代硅,產生大量空穴利于導電)。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硅管的電流放大原理?!《雜贜PN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點電位高于e點電位零點幾伏時,發射結處于正偏狀態,而C點電位高于b點電位幾伏時,集電結處于反偏狀態,集電極電源Ec要高于基極電源Ebo。在制造三極管時,有意識地使發射區的多數載流子濃度大于基區的,同時基區做得很薄,而且,要嚴格控制雜質含量,這樣,一旦接通電源后,由于發射結正偏,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于后者,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。由于基區很薄,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,被復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系,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,由于低頻時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。三極管是一種電流放大器件,但在實際使用中常常利用三極管的電流放大作用,通過電阻轉變為電壓放大作用。
 

三極管的作用
  晶體三極管,是最常用的基本元器件之一,晶體三極管的作用主要是電流放大,他是電子電路的核心元件,大規模集成電路的基本組成部分也就是晶體三極管。
  三極管基本機構是在一塊半導體基片上制作兩個相距很近的PN結,兩個PN結把正塊半導體分成三部分,中間部分是基區,兩側部分是發射區和集電區,排列方式有PNP和NPN兩種, 從三個區引出相應的電極,分別為基極b發射極e和集電極c。發射區和基區之間的PN結叫發射結,集電區和基區之間的PN結叫集電極?;鼙?,而發射區較厚,雜質濃度大,PNP型三極管發射區"發射"的是空穴,其移動方向與電流方向一致,故發射極箭頭向里;NPN型三極管發射區"發射"的是自由電子,其移動方向與電流方向相反,故發射極箭頭向外。發射極箭頭向外。發射極箭頭指向也是PN結在正向電壓下的導通方向。硅晶體三極管和鍺晶體三極管都有PNP型和NPN型兩種類型。 三極管是一種控制元件,三極管的作用非常的大,可以說沒有三極管的發明就沒有現代信息社會的如此多樣化,電子管是他的前身,但是電子管體積大耗電量巨大,在20世紀末期已經被淘汰。三極管主要用來控制電流的大小,以共發射極接法為例(信號從基極輸入,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,這就是三極管的電流放大作用。
  電流放大是晶體三極管的作用,其實質是三極管能以基極電流微小的變化量來控制集電極電流較大的變化量。這是三極管最基本的和最重要的特性。我們將ΔIc/ΔIb的比值稱為晶體三極管的電流放大倍數,用符號“β”表示。電流放大倍數對于某一只三極管來說是一個定值,但隨著三極管工作時基極電流的變化也會有一定的改變。根據三極管的作用我們分析它可以把微弱的電信號變成一定強度的信號,當然這種轉換仍然遵循能量守恒,它只是把電源的能量轉換成信號的能量罷了。三極管有一個重要參數就是電流放大系數β。當三極管的基極上加一個微小的電流時,在集電極上可以得到一個是注入電流β倍的電流,即集電極電流。集電極電流隨基極電流的變化而變化,并且基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化,這就是三極管的放大作用。三極管的作用還有電子開關,配合其它元件還可以構成振蕩器,此外三極管還有穩壓的作用。