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温度对三极管性能的影响三极管电流控制原理示意图

"晶体三极管,是半导体基本 元器件 之一,具有 电流 放大作用,是 电子 电路的核心元 件"

在电子元件家族中,三极管属于半导体主动元件中的分立元件。

广义上,三极管有多种,常见如下图所示。

狭义上,三极管指双极型三极管,是最基础最通用的三极管。

本文所述的是狭义三极管。其他内容可点击以下链接:

三极管的发明

晶体三极管出现之前是真空电子三极管在电子电路中以放大、开关功能控制电流。

真空电子管存在笨重、耗能、反应慢等缺点。

二战时,军事上急切需要一种稳定可靠、快速灵敏的电信号放大元件,研究成果在二 战结束后获得。

早期,由于锗晶体较易获得,主要研制应用的是锗晶体三极管。硅晶体出现后,由于 硅管生产工艺很高效,锗管逐渐被淘汰。

经半个世纪的发展,三极管种类繁多,形貌各异。

小功率三极管一般为塑料包封;大功率三极管一般为金属铁壳包封。

三极管核心结构

核心是“PN”结

是两个背对背的PN结

可以是NPN组合,也或以是PNP组合

由于硅NPN型是当下三极管的主流,以下内容主要以硅NPN型三极管为例:

NPN型三极管结构示意图

硅NPN型三极管的制造流程

管芯结构切面图

工艺结构特点:

发射区高掺杂: 为了便于发射结发射电子,发射区半导体掺浓度高于基区的掺杂浓 度,且发射结的面积较小;

基区尺度很薄: 3~30μm,掺杂浓度低;

集电结面积大: 集电区与发射区为同一性质的掺杂半导体,但集电区的掺杂浓度要 低,面积要大,便于收集电子。

三极管不是两个PN结的间单拼凑,两个二极管是组成不了一个三极管的!

工艺结构在半导体产业相当重要,PN结不同材料成份、尺寸、排布、掺杂浓度和几何 结构,能制成各样各样的元件,包括IC。

三极管电路符号

三极管电流控制原理示意图

三极管基本电路

外加电压使发射结正向偏置,集电结反向偏置。

集/基/射电流关系:

IE = IB + IC

IC = β * IB

如果IB = 0, 那么IE = IC = 0

三极管特性曲线

输入特性曲线

集-射极电压UCE为某特定值时,基极电流IB与基-射电压UBE的关系曲线。

UBER是三极管启动的临界电压,它会受集射极电压大小的影响,正常工作时,NPN硅 管启动电压约为0.6V;

UBE<UBER时,三极管高绝缘,UBE>UBER时,三极管才会启动;

UCE增大,特性曲线右移,但当UCE>1.0V后,特性曲线几乎不再移动。

输出特性曲线

基极电流IB一定时,集极IC与集-射电压UCE之间的关系曲线,是一组曲线。

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