如何正确使用三极管型号？

摘要： 1、三极管的分类按半导体材料和极性分：有NPN型和PNP型两种类型，NPN型三极管的集电极和发射极都是N型半导体，而基极是P型半导体；相反，PNP型三极管的集电极和发射极都是P型半...

1、三极管的分类

按半导体材料和极性分：有NPN型和PNP型两种类型，NPN型三极管的集电极和发射极都是N型半导体，而基极是P型半导体；相反，PNP型三极管的集电极和发射极都是P型半导体，而基极是N型半导体。

按功率分：可分为小功率管、中功率管、大功率管，小功率三极管功率一般小于0.3W，常用于放大交、直流信号或应用在振荡器、变换器等电路，如用来放大音频、视频信号；中功率三极管功率一般在0.3W1W之间，主要用于驱动电路和激励电路中，或为大功率放大器提供驱动信号；大功率三极管功率一般在1W之上，由于耗散功率大，工作时容易引起芯片内温度过高，通常需要安装散热片。

按工作频率分：可分为低频管、高频管、超频管，低频三极管的特征频率fT小于3MHz，多用于低频放大电路，如收音机的功放电路；高频三极管的特征频率fT大于3MHz，多用于高频放大电路、混频电路或高频振荡等电路。

按塑封形式分：可分为贴片分装型、金属封装型和塑料封装型，贴片封装型三极管体积小巧，多应用于数码电子产品中。

2、三极管的主要参数

集 射最大反向电压（VCEO）：基极开路时，集电极与发射极间能承受的最大反向电压值，超过此值会击穿三极管。

集电极工作电流（ICM）：集电极允许长期工作的电流，实际工作电流应小于此值，否则可能导致三极管损坏。

集电极最大功率（PCM）：最大允许耗散功率，实际功率过大，三极管会因过热而烧坏。

电流放大倍数（HFE）：共射电路中集电极与基极电流的比值，β=IC/IB，表示三极管的放大能力。

特征频率（FT）：频率升高时，电流放大倍数β下降到1时对应的频率值，选用三极管时，一般管子的特征频率要比电路的工作频率至少高出3倍以上，但也不是越高越好，过高可能会引起电路振荡。

3、三极管的工作原理

截止状态：当发射结电压小于其导通电压时，发射结未导通，集电结处于反向偏置状态，此时三极管处于截止区，对于硅管，一般当UBE<0.5V时，可认为三极管进入截止区；对于锗管，UBE<0.2V时进入截止区，电流特点上，基极电流IB≈0，集电极电流IC≈0，仅有极微小的反向穿透电流流过，硅三极管的通常都在以下，工作原理方面，发射结未导通，发射极无法向基区注入足够的电子，基区无法形成有效的电流放大作用，集电结的反向偏置使得集电极对基区电子的吸引力减弱，进一步限制了电流的放大，所以三极管在截止区无法对输入信号进行放大，应用场景主要是截止区通常用于电子开关电路中，通过控制基极电压的开关状态来控制三极管的导通与截止，从而实现电路的通断控制。

放大状态：当发射结加正向电压（发射结处于正向偏置状态），集电结加反向电压时（集电结处于反向偏置状态），三极管进入放大区，此时基极电流能够控制集电极电流，且IC与IB之间近似于线性关系，从而实现信号的放大，对于硅管，发射结正向电压约为0.6 0.7V，锗管约为0.2 0.3V时，且集电结反向偏置，三极管工作在放大区，电流特点上，IC = βIB，是三极管的电流放大系数，一般在几十到几百之间，当IB增大时，IC也会随之增大，且二者呈线性关系，这是三极管能够实现信号放大的基础，工作原理为在制造三极管时，有意识地使发射区的多数载流子（电子）浓度大于基区的，同时基区做得很薄，这样一旦接通电源后，发射结正偏使得发射极能够向基区注入大量电子，形成发射极电流（电流和电子移动方向相反），而基区的多数载流子（空穴）越过发射结形成基极电流，集电结反偏使得集电极对基区电子的吸引力增强（PN结反偏有利于电子从P区向N区漂移），由于基区很薄且掺杂浓度较低，电子在基区内的扩散速度较慢，大部分从发射极注入基区的电子会被集电极收集形成集电极电流IC，从而实现了电流的放大，这种状态下三极管广泛应用于各种放大电路中，如音频放大器、射频放大器、功率放大器等，以实现信号的放大和增益控制。

饱和状态：当集电极电流增大到一定程度时，即使再增大基极电流，也不会再增大，此时发射结处于正向偏置状态，集电结也处于正向偏置状态，三极管进入饱和区，条件是当IB增大到使UCE降低到一定程度，一般UCE<0.3V（硅管）时，三极管进入饱和区，电流特点是集电极电流达到最大值，且不再随基极电流的增大而增大，集电极和发射极之间的内阻很小，工作原理是晶体管的放大区，集电结是反向偏置的，当基极电流增大到一定程度时，集电极电流会随着IB的增大而增大，但是当继续增大IB，集电极电流会趋近于一个最大值，进入饱和状态，这是因为随着IB的增大，集电极电流增大使得集电结的正向电压降增大，当这个正向电压降增大到足以使集电结也处于正向偏置状态时，集电结的内电场被削弱，影响基区的电子向集电区移动，对于NPN型晶体管，在正常放大状态下，电子从发射区（N区）扩散到基区（P区），然后大部分电子在集电结反向电场的作用下漂移到集电区（N区）形成IC，当集电结正向偏置后，PN结正偏阻碍了电子从P区（基区）向N区（集电区）的正常漂移，此时集电极对电子的收集能力达到极限，即使再增大IB，也无法再增大IC，饱和状态下的UCE和内阻：当晶体管处于饱和状态时，由于集电结和发射结都接近于正向偏置状态，根据晶体管的输出特性曲线（对于共射极电路，是电源电压VCC和集电极电阻RC），UCE接近最大值VCC，变得很小，通常在零点几伏的范围，此时RC<<βRB，从等效电路的角度看，此时集电极和发射极之间的内阻也很小，因为UCE变化很小而IB相对较大，应用场景包括饱和区通常用于电子开关电路中作为开关元件使用，当三极管工作在饱和区时，其相当于一个闭合的开关，可以用于控制电路的通断，在数字电路中，三极管也常被用作逻辑门电路的开关元件来实现逻辑运算功能。

4、三极管的功能及应用

放大作用：三极管最主要的功能就是放大功能，通过控制输入信号的大小，三极管可以对电流进行放大，从而实现对信号的增强，其基于小电流控制大电流的原则，通过较小的基极电流IB来控制较大的集电极电流IC，当基极电流IB有微小的变化时，会引发集电极电流IC和发射极电流IE的大幅度变化，这种“放大”并非将基极电流IB放大，而是通过控制输入信号的大小，使输出信号得到增强，三极管的放大功能实现还要求基极和发射极之间加正向电压（发射结正偏），基极与集电极之间加反向电压（集电结反偏），例如在音频放大器中，三极管可以将微弱的声音信号放大为足够大的声音输出。

开关控制：三极管可以通过控制输入信号的高低电平，以实现对电路的开关控制，开关作用基于三极管在电路中导通或截止的特性，这种开关功能被广泛应用于逻辑门电路、计数器、计时器等电路中。

振荡电路：与电容、电感等元件配合，产生各种频率的振荡信号。

三极管是一种重要的半导体器件，具有多种类型和广泛的应用场景，在选择和应用三极管时，需要综合考虑其性能参数和实际需求，以确保电路的稳定性和可靠性。