三極管的基本結(jié)構(gòu),,作用,,工作原理及優(yōu)缺點講解
瀏覽次數(shù):26542024-09-12 11:13:02
三極管,全稱應(yīng)為半導(dǎo)體三極管,,也稱雙極型晶體管,、晶體三極管,是一種控制電流的半導(dǎo)體器件,。其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號,,也用作無觸點開關(guān)。
三極管是半導(dǎo)體基本元器件之一,,具有電流放大作用,,是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個相距很近的PN結(jié),,兩個PN結(jié)把整塊半導(dǎo)體分成三部分,,中間部分是基區(qū),,兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū),排列方式有PNP和NPN兩種,。
三極管的基本結(jié)構(gòu)
三極管的基本結(jié)構(gòu)是兩個反向連結(jié)的pn接面,,如圖1所示,可有pnp和npn兩種組合,。三個接出來的端點依序稱為射極(emitter, E),、基極(base, B)和集極(collector, C),名稱來源和它們在三極管操作時的功能有關(guān),。圖中也顯示出npn與pnp三極管的電路符號,,射極特別被標(biāo)出,箭號所指的極為n型半導(dǎo)體,,和二極體的符號一致,。在沒接外加偏壓時,兩個pn接面都會形成耗盡區(qū),,將中性的p型區(qū)和n型區(qū)隔開,。
三極管的結(jié)構(gòu)示意圖與電路符號。
三極管的優(yōu)缺點
三極管是一種常用的半導(dǎo)體器件,,具有放大,、開關(guān)等功能,并廣泛應(yīng)用于各種電路中,。它的優(yōu)點包括:
1.電流放大作用: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。
2.穩(wěn)定性好:由于三極管是基于載流子的運動和控制工作的,,因此它的工作狀態(tài)相對穩(wěn)定,,不容易受到外界干擾的影響。
3.響應(yīng)速度快:三極管的響應(yīng)速度較快,,可以快速響應(yīng)輸入信號的變化,。
4.安全性高:沒有二次擊穿現(xiàn)象,安全工作區(qū)域?qū)挕?/span>
然而,,三極管也存在一些缺點:
1.功耗較大:在放大和開關(guān)工作時,,三極管需要消耗一定的功率。特別是在高頻率和大功率的應(yīng)用中,,三極管的功耗可能會成為一個問題,。
2.溫度敏感性高:溫度的變化會影響三極管的工作狀態(tài)和性能。在高溫環(huán)境下,,三極管的放大倍數(shù)可能會下降,,導(dǎo)致電路的性能不穩(wěn)定,。
3.制造工藝復(fù)雜,、成本較高:由于三極管需要精確的材料和工藝制造,,因此其制造成本相對較高。此外,,達林頓三極管雖然可以將二只三極管組合在一起以構(gòu)成一只等效的新的三極管,,但其制造工藝也相應(yīng)更為復(fù)雜。
三極管的作用
三極管是一種常用的半導(dǎo)體器件,,具有放大,、開關(guān)等功能。它在電子電路中起著重要的作用,,被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備和系統(tǒng)中,。
首先,三極管可以用作放大器,。在放大器電路中,,三極管的基極電流可以控制集電極電流的大小。當(dāng)基極電流增加時,,集電極電流也會相應(yīng)地增加,,從而實現(xiàn)了信號的放大。這種放大作用使得三極管成為電子電路中重要的放大器件,,用于音頻放大器,、功率放大器等應(yīng)用中。
其次,,三極管可以用作開關(guān),。在開關(guān)電路中,三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置時,,三極管處于導(dǎo)通狀態(tài),,集電極電流會增加;當(dāng)發(fā)射結(jié)反向偏置時,三極管處于截止?fàn)顟B(tài),,集電極電流會減小或為零,。這種開關(guān)作用使得三極管可以用于數(shù)字電路中的信號控制和開關(guān)電路中。例如,,它可以用于邏輯門電路,、存儲器單元等應(yīng)用中。
此外,,三極管還可以用于振蕩器和調(diào)制解調(diào)器等電路中,。在振蕩器電路中,三極管的放大作用和開關(guān)作用可以產(chǎn)生周期性的信號波形,。這種周期性的信號波形可以用于時鐘信號,、無線通信等領(lǐng)域。在調(diào)制解調(diào)器電路中,,三極管的放大作用可以將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,,或者將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號,。這種轉(zhuǎn)換功能使得三極管在通信系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。
此外,,三極管還可以用于電源管理電路中,。在電源管理電路中,三極管可以用作電壓調(diào)節(jié)器,、穩(wěn)壓器等,。通過控制三極管的工作狀態(tài),可以實現(xiàn)對電源電壓的穩(wěn)定和調(diào)節(jié),,保證電子設(shè)備的正常工作,。
總之,三極管在電子電路中起著重要的作用,。它可以實現(xiàn)信號的放大,、開關(guān)控制、振蕩和調(diào)制等功能,,廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備和系統(tǒng)中,。對于理解和設(shè)計電子電路來說,了解三極管的作用和特性是非常重要的,。
三極管工作原理圖講解
1,、三極管作開關(guān)原理
開關(guān),無非有兩種狀態(tài)——開啟和斷開,,閉合時,,有電流通過;斷開時,沒有電流通過,。從上面三極管BJT工作狀態(tài)可以分析得到,,若讓三極管作為開關(guān),需要使用三極管的飽和和截止兩個狀態(tài),。
圖:三極管作開關(guān)示意圖
當(dāng)Vbe < 0.7V時,,三極管處于截止?fàn)顟B(tài),此時Vout與集電極輸入電壓電壓相同,,此時無電流流過,,可等效為開關(guān)閉合狀態(tài)。
當(dāng)Vbe > 0.7V時,三極管處于導(dǎo)通狀態(tài),,此時Vout的電壓與三極管的壓降相同,,此時Vce有電流通過,可等效為開關(guān)開啟狀態(tài),。
2,、三極管的開關(guān)功能
三極管的集電極電流在一定范圍內(nèi)隨基極電流呈線性變化,這就是放大特性,。當(dāng)基極電流高過此范圍時,,三極管集電極電流會達到飽和值(導(dǎo)通),,基極電流低于此范圍時,三極管會進入截止?fàn)顟B(tài)(斷路),,這種導(dǎo)通或截止的特性在電路中還可起到開關(guān)作用,如下圖所示:
半導(dǎo)體三極管除了構(gòu)成放大器和作開關(guān)元件使用外,,還能夠做成一些可獨立使用的兩端或三端器件,。
3、三極管開關(guān)驅(qū)動電路圖
(1)PNP三極管開關(guān)電路:當(dāng)輸入端懸空時Q1截止,。VIN輸入端接入低電平時,,Q1導(dǎo)通,繼電器吸合,。
(2)PNP三極管開關(guān)電路:當(dāng)Vin無輸入電位時Q1截止;Vin接入高電平Q1導(dǎo)通,,繼電器吸合。
聯(lián)系方式
東莞市晶品電子科技有限公司
電話:086-769-88761999
傳真:086-769-88770899
地址:東莞市南城區(qū)黃金路1號天安數(shù)碼城F1棟8F
Copyright 2020 東莞市晶品電子科技有限公司 版權(quán)所有 All Rights Reserved
網(wǎng)站備案:粵ICP備10083821號