三极管的基本结构和优缺点 三极管的作用和工作原理图讲解

三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。

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。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。

三极管的基本结构

三极管的基本结构是两个反向连结的pn接面，如图1所示，可有pnp和npn两种组合。三个接出来的端点依序称为射极(emitter, E)、基极(base, B)和集极(collector, C)，名称来源和它们在三极管操作时的功能有关。图中也显示出npn与pnp三极管的电路符号，射极特别被标出，箭号所指的极为n型半导体，和二极体的符号一致。在没接外加偏压时，两个pn接面都会形成耗尽区，将中性的p型区和n型区隔开。

三极管的结构示意图与电路符号。

三极管的优缺点

三极管是一种常用的半导体器件，具有放大、开关等功能，并广泛应用于各种电路中。它的优点包括：

1.电流放大作用：三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量，这是三极管最基本的和最重要的特性。

2.稳定性好：由于三极管是基于载流子的运动和控制工作的，因此它的工作状态相对稳定，不容易受到外界干扰的影响。

3.响应速度快：三极管的响应速度较快，可以快速响应输入信号的变化。

4.安全性高：没有二次击穿现象，安全工作区域宽。

然而，三极管也存在一些缺点：

1.功耗较大：在放大和开关工作时，三极管需要消耗一定的功率。特别是在高频率和大功率的应用中，三极管的功耗可能会成为一个问题。

2.温度敏感性高：温度的变化会影响三极管的工作状态和性能。在高温环境下，三极管的放大倍数可能会下降，导致电路的性能不稳定。

3.制造工艺复杂、成本较高：由于三极管需要精确的材料和工艺制造，因此其制造成本相对较高。此外，达林顿三极管虽然可以将二只三极管组合在一起以构成一只等效的新的三极管，但其制造工艺也相应更为复杂。

三极管的作用

三极管是一种常用的半导体器件，具有放大、开关等功能。它在电子电路中起着重要的作用，被广泛应用于各种电子设备和系统中。

首先，三极管可以用作放大器。在放大器电路中，三极管的基极电流可以控制集电极电流的大小。当基极电流增加时，集电极电流也会相应地增加，从而实现了信号的放大。这种放大作用使得三极管成为电子电路中重要的放大器件，用于音频放大器、功率放大器等应用中。

其次，三极管可以用作开关。在开关电路中，三极管的发射结正向偏置时，三极管处于导通状态，集电极电流会增加;当发射结反向偏置时，三极管处于截止状态，集电极电流会减小或为零。这种开关作用使得三极管可以用于数字电路中的信号控制和开关电路中。例如，它可以用于逻辑门电路、存储器单元等应用中。

此外，三极管还可以用于振荡器和调制解调器等电路中。在振荡器电路中，三极管的放大作用和开关作用可以产生周期性的信号波形。这种周期性的信号波形可以用于时钟信号、无线通信等领域。在调制解调器电路中，三极管的放大作用可以将模拟信号转换为数字信号，或者将数字信号转换为模拟信号。这种转换功能使得三极管在通信系统中发挥着重要的作用。

此外，三极管还可以用于电源管理电路中。在电源管理电路中，三极管可以用作电压调节器、稳压器等。通过控制三极管的工作状态，可以实现对电源电压的稳定和调节，保证电子设备的正常工作。

总之，三极管在电子电路中起着重要的作用。它可以实现信号的放大、开关控制、振荡和调制等功能，广泛应用于各种电子设备和系统中。对于理解和设计电子电路来说，了解三极管的作用和特性是非常重要的。

三极管工作原理图讲解

1、三极管作开关原理

开关，无非有两种状态——开启和断开，闭合时，有电流通过;断开时，没有电流通过。从上面三极管BJT工作状态可以分析得到，若让三极管作为开关，需要使用三极管的饱和和截止两个状态。

图：三极管作开关示意图

当Vbe < 0.7V时，三极管处于截止状态，此时Vout与集电极输入电压电压相同，此时无电流流过，可等效为开关闭合状态。

当Vbe > 0.7V时,三极管处于导通状态，此时Vout的电压与三极管的压降相同，此时Vce有电流通过，可等效为开关开启状态。

2、三极管的开关功能

三极管的集电极电流在一定范围内随基极电流呈线性变化，这就是放大特性。当基极电流高过此范围时，三极管集电极电流会达到饱和值(导通)，基极电流低于此范围时，三极管会进入截止状态(断路)，这种导通或截止的特性在电路中还可起到开关作用，如下图所示：

半导体三极管除了构成放大器和作开关元件使用外，还能够做成一些可独立使用的两端或三端器件。

3、三极管开关驱动电路图

(1)PNP三极管开关电路：当输入端悬空时Q1截止。VIN输入端接入低电平时，Q1导通，继电器吸合。

(2)PNP三极管开关电路：当Vin无输入电位时Q1截止;Vin接入高电平Q1导通，继电器吸合。