晶体管

晶体三极管

晶体三极管、双极型晶体管、半导体三极管，一个东西。

一个硅片上造出三个区域，形成两个PN结，由NPN型和PNP型。引出来的三个脚分别为集电极、基极、发射极

晶体管是放大电路的核心元件，他能控制能量转换，将微小变化不失真的放大。

和前面二极管在稳点工作点附近的分析的这种感觉有点像，在三极管工作在有直流偏置的小信号放大状态时，认为是一个直流型号叠加一个交流信号。

三极管可以放大的机理应该属于半导体物理的范围，这里只关注外特性倒是问题也不大，和二极管一样，只是拿来使用。

对于一个NPN管，工作在放大时，需要满足的条件：

PN结是个二极管，因此拿到一个晶体管，可以使用万用表测测三个脚，根据电阻数值可以判断管的类型。

基本共射放大电路的三极管放大原理图

从外部看有

\[I_E = I_C + I_B\]

做一些定义：\(\bar{\beta} = \frac{I_C}{I_B}\)为直流电流放大系数，\(\beta = \frac{\Delta i_C}{\Delta i_B}\)为交流电流放大倍数。

穿透电流和集电极反向电流有个小关系

\[I_{CEO} = (1 + \bar{\beta} ) I_{CBO}\]

即使B开路，CE也有电流，这是三极管质量好坏的重要参数。

输入特性，\(u_{CE}\)为常数

\[i_B = f(u_{BE})\]

如果\(U_{CE} = 0\)，输入特性和二极管一样的，相当于两个二极管并联了。

随着\(U_{CE}\)增大，曲线右移，得到同样的\(i_B\)，\(u_{BE}\)要增加。

随着\(U_{CE}\)增大到一定程度，曲线不右移了。

对于小功率管，可以使用\(U_{CE} > 1\)的一条输入特性代替所有的输入特性，但是要明白做了个近似。

输出特性，\(I_B\)为常数

\[i_C = f(u_{CE})\]

平行于横轴的这块区域，是个受控电流源。模拟电路哟啊千方百计的让工作区域不要在饱和区和截止区。

根据这个图\(\beta = \frac{\Delta i_C}{\Delta i_B}\)不是常量。

在理想条件下\(\beta\)处处相等，会有\(\beta = \bar{\beta}\)。

在截止区，\(u_{BE} < U_{on}\)

放大区，\(u_{BE} \ge U_{on}\)，\(i_C = \beta i_B\)

饱和区，\(u_{BE} \ge U_{on}\)，\(u_{CE} < u_{BE}\)

直流参数，\(I_{CEO}, I_{CBO}\)

\[\bar\beta = \frac{I_C - I_{CEO} }{ I_B }\] \[\bar\alpha = \frac{I_C}{ I_E }\]

交流参数

\[\beta = \frac{\Delta i_C}{ \Delta i_B }\] \[\alpha = \frac{\Delta i_C}{ \Delta i_E }\]

使得\(\beta = 1\)的信号频率\(f_T\)

极限参数

最大集电极电流\(I_{CM}\)

最大集电极耗散功率\(P_{CM}\)

ce击穿电压\(U_{(BR)CEO}\)

在各种极限参数的限制下，晶体管的安全工作区是有范围的