1.2.1 三极管的结构及符号（课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（人邮版）

1.2 三极管 三极管是具有电流放大作用的半导体器件，三极管组成的放大电路在实际电子设备中得到广泛应用，如收音机、电视机、扩音机、测量仪器、自动控制装置等。 图1.18所示为三极管放大作用的应用示意图。本节重点学习三极管的放大作用。 图1.18 三极管作用示意图 1.2.1 三极管的结构及符号 1．三极管的结构 图1.19所示为常见三极管实物图及其外形。 三极管常采用塑料、金属或玻璃封装。 图1.19 常见三极管的实物图和外形 三极管是由两个PN结构成的，两个PN结将整个半导体基片分为3个区—发射区、基区和集电区。由3个区各引出一个电极，分别为基极b、发射极e和集电极c。 发射区与基区之间的PN结称为发射结，集电区与基区之间的PN结称为集电结。 三极管按结构可分为NPN型和PNP型两类，它们的结构及图形符号如图1.20所示，三极管文字符号为VT。 （a）PNP型 （b）NPN型 图1.20 三极管结构及图形符号 知识拓展 ——三极管内部结构的特点 三极管内部结构的特点是基区薄，掺杂浓度低；发射区掺杂的浓度比集电区、基区大得多；集电结面积比发射结的面积大，所以使用时，发射极和集电极一般不能互换。 三极管中两个PN结是通过很薄的基区联系起来的，因此，如果将两个二极管用导线串联起来是不能起到三极管的作用的。 2．三极管的分类 三极管的种类很多，通常按以下方法进行分类。 ① 按半导体材料分，可分为硅管和锗管。硅管工作稳定性优于锗管，因此当前生产和使用的多为硅管。 ② 按内部基本结构分，可分为NPN型和PNP型两类。目前我国制造的硅管多为NPN型（也有少量PNP型），锗管多为PNP型。 ③ 按结构工艺分，可分为合金管和平面管。 ④ 按用途分，可分为普通放大管、开关管等。 ⑤ 按功率大小分，可分为小功率管、中功率管和大功率管。 ⑥ 按工作频率分，可分为超高频管、高频管和低频管。 1.2.2 三极管电流放大作用 1．三极管的电流放大作用 在给三极管两个PN结加电压时，流过三极管各电极的电流分别用IB、IC、IE表示。 按图1.21所示连接电路，观察各极电流的大小及其关系。（建议采用仿真演示） 图1.21 三极管各极上的电流分配关系 实验中电流表显示三极管3个电极的电流值如表1.1所示。 序 号 1 2 3 4 IB/mA 0.01 0.02 0.03 0.04 IC/mA 0.56 1.14 1.74 2.33 IE/mA 0.57 1.16 1.77 2.37 表1.1 三极管各极电流 知识探究 （1）三极管电流分配关系 由表1.1中数据可见，3个电极电流在取值上满足下列关系式： IE = IB +IC （2）三极管电流放大作用 对表1.1中的数据进行分析可以得到以下几点结论。 ① IB变化时IC也跟着变化，IC受IB控制。例如，IB=0.02mA时，IC=1.14mA；IB=0.03mA时，IC=1.74mA。 ② IC与IB之间的比值几乎是一个常数，用 表示， 称为共发射极直流电流放大系数。 ③ ΔIC与ΔIB的比值几乎是一个常数，用 表示， 称为共发射极交流电流放大系数。IB的微小变化引起IC的较大变化，IC的变化量ΔIC受IB的变化量ΔIB的控制。 归纳 三极管在一定的外界电压条件下所具有的IC受IB控制且二者成线性关系的特性，称为三极管的直流电流放大作用。而ΔIC受ΔIB控制且二者成线性关系的特性，称为三极管的交流电流放大作用。 2．具有电流放大作用的条件 只有给三极管的发射结加正向电压、集电结加反向电压时，它才具有上述电流放大作用和电流分配关系。所以三极管具有电流放大作用的外部条件是：发射结正偏，集电结反偏，即对于NPN管的3个电极上的电位分布是UC＞UB＞UE。 对于PNP管，同样要求发射结加正向偏置，集电结加反向偏置，即3个电极上的电位分布是UC＜UB＜UE。只是应注意，因PNP管的导电极性与NPN管不同，所以PNP管接电源时极性与NPN管相反。 3．三极管的连接方式（组态） 三极管的主要用途之一是构成放大器，简单地说，放大器的工作过程是从外界接收弱小信号，经放大后送给用电设备。放大器方框图如图1.22所示，其中接收外界信号的一边叫做输入端，有两个端钮（1、2）；送出信号的一边叫做输出端，该端也有两个端钮（3、4）。 图1.