一篇文章将三极管讲透：三极管从原理到应用，从参数到特性，从入门到精通

        晶体三极管（Transistor）是一种半导体电子器件，也是电子工程中最基本的元件之一。它有三个区域，分别是P型半导体，N型半导体和P型半导体，从而形成PNP型晶体三极管或者NPN型晶体三极管。

        晶体三极管的主要作用是放大和控制电流或电压。其放大作用是通过控制输入信号的小变化来改变输出信号的大变化。而控制作用是根据输入信号的大小和类型，通过电流和电压的变化来控制器件的功率、频率和负载。

        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。

        晶体三极管工作原理可以简单地概括为以下几步：

        晶体三极管（以下简称三极管）按材料分有两种：锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管，（其中，N是负极的意思（代表英文中Negative），N型半导体在高纯度硅中加入磷取代一些硅原子，在电压刺激下产生自由电子导电，而P是正极的意思（Positive）是加入硼取代硅，产生大量空穴利于导电）。

        具体电子是如何运动的，忽略。在运用时，只需要把三极管的电流放大作用类比成一个阀门即可。

        当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，我们称三极管处于截止状态。

        当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并处于某一恰当的值时，三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，这时基极电流对集电极电流起着控制作用，使三极管具有电流放大作用，其电流放大倍数β=ΔIc/ΔIb，这时三极管处放大状态。

        当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并当基极电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不怎么变化，这时三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。

        三极管特性曲线是反映三极管各电极电压和电流之间相互关系的曲线，是用来描述晶体三极管工作特性曲线，常用的特性曲线有输入特性曲线和输出特性曲线。这里以下图所示的共发射极电路来分析三极管的特性曲线。

        该曲线表示当e极与c极之间的电压Uec保持不变时，输入电流（即基极电流Ib）和输入电压（即基极与发射极间电压Ube）之间的关系曲线，如下图所示：

        一般状况下，当UCE≥1V时，集电结就处于反向偏置，此刻再增大UCE对iB的影响很小，也即UCE＞1V往后的输入特性与UCE＝1V的一条特性曲线重合，所以，半导体器材手册中一般只给出一条UCE≥1V时的输入特性曲线，如图所示。输入特性曲线的数学表达式为：iB＝f（uBE）| UCE = 常数。

        输出特性是指以基极电流IB为常数，输出电压uCE和输出电流iC之间的曲线，即：iC＝f（uCE）|IB =常数。

        在放大区，集电极电流ic恒等于基极电流ib的倍，与电压uce无关。

        在饱和区，集电极电流ic会跟随着uce电压的增大而增大，近似为线性；放大区和饱和区的界限是三极管的饱和电压uces，当uce>uces时候便是放大区，该饱和电压还与基极电流ib成正比。

        在截止区，当ib=0的时候，三极管关断，几乎无电流的流进与流出，常常使用时该状态做电子开关使用。

        如何快速区分放大区和饱和区？（这个我常常记不住）

——答案就是，在放大区，集电极电流ic恒等于基极电流ib的倍，与电压uce无关，即此时Ic是一条横线。

        分直流和交流放大系数：

        直流也叫做静态电流放大系数，是在静态无变化信号输入时，晶体管集电极电流IC与基极电流IB的比值，一般用HFE或β表示。

        交流也叫动态电流放大系数，指在交流状态下的HFE或β。

        也叫集电极最大允许耗散功率PCM，是晶体管参数变化不超过规定允许值时的最大集电极耗散功率。它与晶体管的最高允许结温和集电极最大电流有密切关系，晶体管使用时，其实际耗散功率不允许超过PCM值，否则会造成晶体管因过载而损坏。

        PCM小于1W的叫小功率晶体管，1W