关于三极管工作的原理总结 第1篇

1、电流放大

三极管的作用之一就是电流放大，这也是其最基本的作用。以共发射极接法为例，一旦由基极输入一个微小的电流，在集电极输出的电流大小便是输入电流的β倍，β被叫做三极管的电流放大系数。将输入的微弱信号扩大β倍后输出，这便是三极管的电流放大作用。

2、用作开关

三极管的作用之二就是用作开关。三极管在饱和导通时，其CE极间电压很小，低于PN结导通电压，CE极间相当于短路，“开关”呈现开的状态;三极管在截止状态时，其CE极间电流很小，相当于断路，“开关”呈现关的状态。因此可完成开关的功能，且其开关速度极快，控制灵敏，且不产生电火花。

3、扩流

三极管的作用之三就是扩流作用，在某些情况下，可扩大电流限值或电容容量等。比如：将小功率可控硅与大功率三级管相结合，可以得到大功率可控硅，扩大了最大输出电流值;在长延时电路中，三极管可完成扩大电容容量的作用。

4、代换

三极管的作用之四就是代换作用，在一定情况下与某些电子元器件相结合可代换其它器件，完成相应功能。比如：两只三极管串联可代换调光台灯中的双向触发二极管;在某些电路中，三极管可以代换8V的稳压管，代换30V的稳压管等等。

关于三极管工作的原理总结 第2篇

三极管由两个PN结构成，e–b间的PN结叫发射结，c–b间的PN结叫集电结，b是两个PN结的公共电极。三极管导电方向由发射结的方向来决定。

三极管有从发射极流入和从发射极流出两种导电形式。为了区别这两种形式，规定箭头从e极指向b极的三极管表示PNP型。

三极管图形符号如图所示，它有三个引脚电极，用三根短线表示，分别叫发射极e、基极b、集电极c。

发射结上并联有一个电阻。这表示生产三极管时，也同时制造了一个电阻器，故称为带阻三极管。上图d所示的图形符号，表示在生产三极管时，也同时制造了一个反方向的二极管，常称为带阻尼三极管。

关于三极管工作的原理总结 第3篇

三极管的输入特性，具体描述了三极管输入电流Ib随输入电压Ube变化的关系。既可通过测量认识，也可通过分析特性曲线了解。

通常将三极管输出特性曲线所在坐标面划分为截止区、放大区、饱和区、过损耗区、击穿区，不同区域反映三极管的不同输出特性。

（1）截止区

图2-16 最下面那条曲线表明，在 Ib=0A时，即使 Uce为正电压，三极管也截止。因此将Ib=0A那条曲线以下的区域叫做截止区。

（2）放大区

在图2-16 中截止区以上，介于饱和区与击穿区（过电压区）之间的区域为放大区。放大区内输出特性曲线都表现出如下共同特点。

Ib＞0A，Ic＞0A。表明发射结处于正向偏置，集电结处于反向偏置。这时，发射区发射的电子到达基区后，绝大部分运动到集电区，只有极少量电子流向b极，Ib很微小。由于Ie=Ic+Ib，此时可以认为Ie≈Ic。这是三极管在放大区的输出特性之一。

Ib变大时Ic随着变大，这说明c极电流受b极电流控制并随之增大，表明三极管具有电流放大作用；同时表明，Ic也受 Ube控制。即 Ube增大时 Ib变大，则 Ic变得更大，这表现了三极管的电压放大作用，是三极管在放大区的输出特性之二。

在放大区，当 Ib确定后，Ic值也就基本确定了，这时即使再增大 Uce，Ic也没有明显变化。这表明三极管工作于放大区时，Ic受 Uce的影响并不明显，因此，可把放大区的特性曲线，近似认为是水平线，这是三极管在放大区较为显著的第三个特

（3）饱和区

饱和区是图2-16中靠近纵轴的区域。要认识饱和区还得从三极管以下特点来理解。

三极管的Ib随Ube增大会引起Ic更大。

Ic流经R将产生电压降UR，且UR随Ic增大而越大。

在E2的电压固定后，由于 Uce=E2−UR，必然在 UR增大时会使 Uce减小，即c极电压Uc降低。由此可见，当Ube增大时，会使Uce减小。

当 Uc 减小到 Uc=Ub 或 Uc＜Ub 时，三极管集电结反向偏置消失或处于正向偏置。这时，即使Ib再增大，Ic也不会增大，三极管就失去放大作用。这种状态称为三极管的饱和状态。

在三极管的饱和程度上，因Ib、Ic数值不同又有区分。通常规定，把Uc=Ub时的状态称为临界饱和（或叫浅饱和）；Uc＜Ub时的状态，才称为饱和状态。这时c、e极之间形成的电压叫做饱和压降，用 Uces表示。且 Ic越大，Uces越大。饱和压降Uces是三极管的一项参数，将在后面讲述。

三极管在饱和区的特点是，集电结由反偏置变为正偏置，这时 Ic较大，但三极管并不损坏。同时b极电流Ib不再对c极电流Ic有控制作用，三极管失去放大作用。

（4）击穿区

从图2-16看，击穿区在放大区右边，表明三极管击穿是在Uce较高时发生的。当Uce较高使 Ucb足够大时，反向电压会使集电结反向击穿，损坏三极管。图2-16中 Ib=0A那条输出特性曲线清楚地表明，Uce较大时，Ic急剧增大。这种情况若发生在图2-10 所示的电路中，将很快击穿集电结使 Ic 急剧增大，接着将发射结烧为短路。三极管发生击穿之后，Uc=Ub=Ue。这是c、e极之间电压超过了三极管能够承受的电压而产生的结果。击穿区也称为过电压区。

关于三极管工作的原理总结 第4篇

三极管按材料差异可以分为：锗管三极管和硅管三极管两种，每一种有NPN和PNP两种结构形式，现在市面上使用最为广泛的为：锗PNP和硅NPN两种三极管，那么什么是三极管呢？N表示在高纯度硅中加入适当磷，在电压刺激下三极管产生自由电子导电，p指的是加入硼取代硅，产生大量空穴利于导电。这两种三极管除电源极性存在差异外，其工作原理都是相同的，对于NPN三极管，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结，集电区与基区形成的PN结称之为集电结。

关于三极管工作的原理总结 第5篇

三极管集电极（c极）最大允许电流是指三极管各项参数变化不超过允许值时导通的最大电流，简称c极最大允许电流，是三极管的一项极限参数，常用IcM表示。

集电结反向饱和电流也称集电结反向截止电流，它指e极断开，c、b极加规定反向电压Ucb时，流过c–b结的反向电流，用Icbo表示。

Icbo是一项标志三极管集电结质量的参数，Icbo越小，三极管质量越好。一般同种材料高频管的Icbo比低频管的Icbo小，硅管的Icbo比锗管的Icbo小。在室温下，小功率锗管的Icbo约为10μA，小功率硅管的 Icbo小于1μA，大功率锗管的 Icbo在几毫安至十毫安之间，硅管的Icbo只有相同功率锗管Icbo的百分之几。

c–e穿透电流，是指b极断开，c、e极加规定电压 Uce时，c–e极间导通的电流，简称穿透电流，也称c极反向电流或c–e极截止电流，常用Iceo表示。

发射结反向饱和电流也称发射结反向截止电流，它指三极管c极断路，发射结加规定反向电压 Ube时，流过发射结的反向电流，常用 Iebo表示。

发射结反向击穿电压，是指三极管c极断开，发射结反向击穿时，e、b极加的反向电压，常用U（BR）ebo表示。当反向电压高到一定值时，发射结就被击穿损坏。

三极管集电结反向击穿电压，是指e极断开，使集电结反向击穿时，集电结加的反向电压，常用U（BR）cbo表示。

在三极管c–e极的电压 Uce不太高时，一般能够承受，但当 Uce高到一定值时，Ic（或 Ie）会急剧增大而烧毁，这种现象叫击穿，能使c–e极击穿的电压就叫做三极管c–e极反向击穿电压，用 U（BR）ceo 表示。

共发射极截止频率

共发射极特征频率

共基极截止频率

最高振荡频率

集电极最大允许耗散功率

集电结电容

温度对三极管参数的影响

三极管所有参数几乎都与温度有关，温度过高，参数随着改变，导致三极管放大器工作状态发生质变。因此，了解参数随温度变化的规律，并在应用中设法克服不良影响，这是十分重要的。例如，温度升高到一定程度时，c极电流会很快增大，并烧毁三极管，如果给三极管加一块散热片，使产生的热量更多地散发开，在一定程度上就能保证三极管不因温度过高而烧毁。

下面介绍受温度影响最大的三项参数。

1.温度对c极反向电流的影响

c极反向电流 Icbo 是集电区少数载流子形成的，其值会随温度升高按指数规律急剧增大。一般来讲，锗管温度每升高10℃，Icbo就增加一倍；硅管温度每升高12℃，Icbo就增加一倍。但事实上，硅管的 Icbo 数值比锗管小得多，优质硅管（如3DG6）的 Icbo 可以达到10nA[插图]，所以硅管应用时Icbo并不是主要问题。在共发射极电路中，温度影响Icbo增大，又会引起穿透电流Iceo也增大。

2.温度对电流放大系数的影响

三极管电流放大系数 β 也随温度升高而增大。例如，当3DG4 型三极管的温度从15℃升高到45℃时，其β值大约会增加30%。其本质就是在相同Ib条件下，温度升高将使c极电流Ic增大。

3.温度对发射结正向电压的影响

温度升高时，会影响发射结正向电压 Ube，使其降低。正常温度（20℃）时，硅管正向压降大约为～；锗管正向压降大约为～。

关于三极管工作的原理总结 第6篇

三极管的原理三极管有截止、放大、饱和三种工作状态。放大状态主要应用于模拟电路中，且用法和计算方法也比较复杂，我们暂时用不到。而数字电路主要使用的是三极管的开关特性，只用到了截止与饱和两种状态。

我们一般所说的普通三极管是具有电流放大作用的器件。其它的三极管也都是在这个原理基础上功能延伸。三极管的结构和符号如下图所示。

NPN和PNP主要是电流方向和电压正负不同。

这里以NPN型三极管为例来说说它的工作原理。 

它就是一个以b（基极）电流Ib来驱动流过ce的电流Ic的器件，它的工作原理很像一个可控制的阀门。 

左边细管子里蓝色的小水流冲动杠杆使大水管的阀门开大，就可允许较大红色的水流通过这个阀门。当蓝色水流越大，也就使大管中红色的水流更大。如果放大倍数是100，那么当蓝色小水流为1千克/小时，那么就允许大管子流过100千克/小时的水。同理，当三极管的放大倍数为100时，当Ib（基极电流）为1mA时，就允许100mA的电流通过Ice。

两种三极管的工作原理总结如下：

NPN的发射极(e)接地，集电极(c)接高电平，基极(b)接控制信号，用b-e的电流（Ib）控制c-e的电流（Ic），e极电位最低，且正常放大时通常c极电位最高，即Vc> Vb > Ve。三极管导通，电流从c极流向e极。

PNP的发射极(e)接高电平，集电极(c)接低电平，基极(b)接控制信号，用e-b的电流（Ib）控制e-c的电流（Ic），e极电位最高，且正常放大时通常c极电位最低，即Vc < Vb < Ve。三极管导通，即电流从e极流向c极。

关于三极管工作的原理总结 第7篇

取一个3DG12B型（NPN）高频三极管、一个1kΩ电阻器R、一个100kΩ可调电阻器RP（将电阻调到最大值）、一个3V电源E1及一个12V电源E2，然后按图所示的电路连接起来。

(NPN型三极管导通直流电)

总结：

Ic随 Ib增大而增大，表明 Ic受 Ib控制。

c极电流Ic略小于e极电流Ie，且Ic与Ie之比近似等于。

Ie、Ib、Ic三者关系为：Ie=Ib+Ic。

NPN型三极管的集电极电流是由R流向c极，说明集电结电流是从集电区流向基区，导通反向电流。

三极管集电结导通的反向电流较大，这与单个PN结不导通反向电流的情况也不一样。

测PNP型三极管导通电流的操作与上述方法完全相同，只是PNP型与NPN型三极管导通电流的方向相反。NPN型三极管的b极电流流向管内，c极电流流向管内，e极电流流向管外 ；PNP型三极管的b极电流流向管外，c极电流流向管外，e极电流流向管内。

不管是PNP型还是NPN型三极管，流过发射结的电流都称为正向电流。

PNP型与NPN型三极管的Ic和Ie都随Ib改变而变化，即Ic和Ie的大小受Ib来控制。

三极管能够导通直流电流是有条件的。从图中可看出，E1和E2两个电源形成了三极管各个电极的电压，且有如下特点。

正极通过RP与b极连接，负极与e极连接，便建立了b极电压Ub和e极电压Ue，且Ub比Ue高，这对NPN型三极管来说，称为在发射结加了正向偏置电压。

发射结是b、e极间的PN结，通常写成“b–e结”，发射结正向偏置电压用Ube表示。

E2正极通过电阻R加到c极，负极加在e极，从而建立了c极电压Uc和e极电压Ue，且Uc比Ue高。加在c–e极之间的电压常用Uce表示。

仔细分析图会发现电路中还有第三个直流电源，那就是c极电压Uc和b极电压Ub形成的电压差，很明显，Uc高于Ub，表明三极管集电结加上了反向偏置电压。三极管集电结是c、b极之间的PN结，常写成“c–b结”，集电结反向电压用Ucb表示。

上述的 Ub、Uc、Ue、Ube、Ucb及Uce，都叫 三极管的直流偏置电压 。因直流电压不随时间变化，又称为三极管的静态电压。总结上述，NPN型和PNP型三极管导通直流电流的条件是：发射结必须加正向偏置电压，同时集电结加反向偏置电压。如果违背了这种电压条件，三极管就不能导通直流电流。

三极管导电必然有电源和电流回路，这里将分析图中三极管导电的电流回路。从图中可以看出，电源E1和E2构成三条闭合电路。

第一条闭合电路为：E1+→RP→b极→e极→E1−。

第二条闭合电路为：E2+→R→c极→e极→E2−。

第三条闭合电路为：E2+→R→c极→b极→RP→E1+→E1−→E2−。

下面讨论这三条闭合电路的导电情况。

第一条闭合电路中，发射结正向偏置，电源能沿E1+→RP→b极→e极→E1−的方向导通电流。由于电流流过b极，所以属于b极回路电流，常用Ib表示。

第二条闭合电路中，发射结正向偏置，集电结反向偏置，电源能沿E2+→R→c极→e极→E2−方向导通电流。由于电流经过c极，属于c极回路电流，用Ic表示。

第三条闭合电路中，E1小于E2并反向串联给集电结加反向偏置电压，所以第三条闭合电路中电流微小，可忽略不计，一般不讨论这条回路。

由上述可归纳如下几点。

三极管在实际工作中只产生两条回路电流，且两条回路电流都流过三极管e极，因此称e极是这两条回路的公共电极。流过e极的电流记为Ie。

三极管导通电流时，三个电极的电流各不相同，Ib 很小，Ic 较大，Ie 最大，且Ie=Ic+Ib。这是三极管导通电流的重要特点。

两条回路电流的方向都与e极箭头所指方向一致，都称为三极管的正向电流。

b极回路、c极回路同时导电，是三极管导通电流的必备条件，两者缺一不可。

最后指出，PNP型与NPN型三极管导通直流电流的特点相同，只是两者导通电流的方向相反。对NPN型三极管，e极电流Ie以流出管外为正方向，b极、c极电流都是流入管内的。对PNP型三极管，e极电流Ie以流入管内为正方向，b极、c极电流都是流出管外的。

关于三极管工作的原理总结 第8篇

晶体三极管出现之前是真空电子三极管在电子电路中以放大、开关功能控制电流。

真空电子管存在笨重、耗能、反应慢等缺点。

二战时，军事上急切需要一种稳定可靠、快速灵敏的电信号放大元件，研究成果在二战结束后获得。

早期，由于锗晶体较易获得，主要研制应用的是锗晶体三极管。硅晶体出现后，由于硅管生产工艺很高效，锗管逐渐被淘汰。

经半个世纪的发展，三极管种类繁多，形貌各异。

小功率三极管一般为塑料包封；大功率三极管一般为金属铁壳包封。

关于三极管工作的原理总结 第9篇

三极管是一个以b(基极)电流Ib 来驱动流过CE 的电流Ic 的器件，它的工作原理很像一个可控制的阀门；三极管的工作状态有四个，放大、截止、饱和、倒置。

IE = IB + IC IC = β * IB 如果 IB = 0, 那么 IE = IC = 0 (注意：NPN型三极管，电流从基极/集电极流进，发射极流出，即：IE = IB + IC) 当IB=0时, IC→0 ,称为三极管处于截止状态，相当于开关断开; 当IB>0时, IB轻微的变化,会在IC上以几十甚至百多倍放大表现出来; 当IB很大时，IC变得很大，不能继续随IB的增大而增大，三极管失去放大功能，表现为开关导通。

关于三极管工作的原理总结 第10篇

三极管在应用中常接成三种形式的电路。

共发射极电路，就是三极管输入、输出回路的电流共用发射极，如图（a）所示。

在共发射极电路中，三极管的直流偏置状态是：b–e结正向偏压，c–b结反向偏压，c–e极电压与e极箭头方向一致。这时三极管输入、输出回路导通静态偏置电流，可放大交流信号。输入信号热端经C1耦合从b极进入三极管内，输出信号的热端从c极经C2耦合输出，三极管e极是输入、输出信号冷端的公共电极。共发射极电路在实际中应用最普遍，前面讲述的都是共发射极电路。

共发射极电路既有放大交流电压的作用，也有放大交流电流的作用，因此对信号功率有较大放大作用，应用最广泛。另外，共发射极电路在放大信号时，输入、输出电流的相位相同，输入、输出电压的相位相反。共发射极电路的稳定性差，失真大。当输入信号频率高到一定程度时，由于受三极管截止频率限制，放大高频信号能力会下降。

图（b）是共基极电路，三极管b–e结为正向偏置，c–b结为反向偏置，处于静态偏置条件下，所以能放大交流信号。信号热端经C1耦合到e极，冷端加在b极，并与e极、b–e结、b极构成输入回路产生交流电流，电流方向为：信号热端←→C1←→e极←→b–e结←→b极←→地←→信号冷端。可见交流电流是从e、b极送入三极管的。

在三极管放大电路中，常只指明信号热端的传送途径，因此可以说共基极电路的e极是信号输入端，c极是信号输出端。

上述表明，共基极电路的信号是由e、b极间输入，从c、b极间输出，b极是公共电极，因此称为共基极电路。共基极电路的稳定性较高；输入电阻决定于正向偏置的发射结，所以较小；输出电阻决定于反向偏置的集电结，故较大；这种电路没有电流放大作用，却能将输入交流电压放大许多倍，因此还是能放大信号功率；共基极电路对高频信号的放大特性好，因它的截止频率是共发射极电路的（1+β）倍。

共基极电路放大信号时，输入、输出电流的相位相反，输入、输出电压的相位相同。

从图（c）可看出，输入信号经C1耦合由b极输入三极管内，输出信号由e极输出三极管外，输入、输出信号公共c极。将采用这种方式连接的电路叫做共集电极电路。

共集电极电路中，电源E的正极经R1加到b极，E的负极经R2加到e极，发射结正向偏置。同时E正极直接加到c极，E负极经R2和正偏置的b–e结加到b极，集电结反向偏置。共集电极电路加了直流偏置电压，就能放大信号。

共集电极电路具有输入电阻高，输出电阻低的特点，常用它做阻抗变换器。这种电路对交流电流有较大的放大作用，但不能放大交流电压，功率增益是三种电路中最小的。

共集电极电路放大信号时，输入、输出电流的相位相反，输入、输出电压的相位相同。从图（c）中可看出，信号是从发射极输出，因此常将共集电极电路叫做发射极输出电路，或叫射极跟随电路（简称射随器）。

常说的三极管放大倍数，是指共发射极的直流放大系数β，是用万用表 hFE 测得的数据。实际中，有些三极管的外表标出了放大倍数，可以直接选用。有些三极管没有标出放大倍数，需用万用表测量，才可选用。

国外三极管常在型号后面加注后缀字母来代表放大倍数，见表。如图 中SS9013 型（简记为S9013 型或9013 型）三极管后面印有一个H字，表示它的放大倍数为144～202。

关于三极管工作的原理总结 第11篇

三极管的用法特点，关键点在于 b 极（基极）和 e 级（发射极）之间的电压情况，对于PNP 而言，e 极电压只要高于 b 级 以上，这个三极管 e 级和 c 级之间就可以顺利导通。也就是说，控制端在 b 和 e 之间，被控制端是 e 和 c 之间。同理，NPN 型三极管的导通电压是 b 极比 e 极高 ，总之是箭头的始端比末端高 就可以导通三极管的 e 极和 c 极。这就是关于“导通电压顺箭头过，电压导通”的解释。

下面以一个常见的控制LED的电路为例来说明截止与饱和的工作状态。如下图所示，三极管基极通过一个 10K 的电阻接到了单片机的一个 IO口上，假定是 P1，发射极直接接到 5V 的电源上，集电极接了一个 LED ，并且串联了一个 1K 的限流电阻最终接到了电源负极 GND 上。如果 P1由我们的程序给一个高电平 1，那么基极 b 和发射极 e 都是 5V，也就是说 e到 b 不会产生一个 的压降，这个时候，发射极和集电极也就不会导通，那么竖着看这个电路在三极管处是断开的，没有电流通过，LED也就不会亮。如果程序给 P1一个低电平 0，这时 e 极还是 5V，于是 e 和 b 之间产生了压差，三极管 e 和 b 之间也就导通了，三极管 e 和 b 之间大概有 的压降，那还有（）V 的电压会在电阻 R47 上。

【注】这里的P1口输出高电平是5V，不同的单片机的IO口高电平输出电压是不同的，有的单片机的IO输出是，这就需要三极管放大，以此驱动LED等工作。

这个时候，e 和 c 之间也会导通了，那么 LED 本身有 2V 的压降，三极管本身 e 和 c 之间大概有 的压降，我们忽略不计。那么在 R41 上就会有大概 3V 的压降，可以计算出来，这条支路的电流大概是 3mA，可以成功点亮 LED。

前边讲过，三极管有截止，放大，饱和三个状态，截止就不用说了，只要 e 和 b 之间不导通即可。我们要让这个三极管处于饱和状态，就是我们所谓的开关特性，必须要满足一个条件。三极管都有一个放大倍数β，要想处于饱和状态，b 极电流就必须大于 e 和 c 之间电流值除以β。这个β，对于常用的三极管大概可以认为是 100。

那么上边的 R47 的阻值我们必须要来计算一下了。刚才我们算过e 和 c 之间的电流是 3mA，那么 b 极电流最小就是 3mA 除以 100 等于30uA，大概有 电压会落在基极电阻上，那么基极电阻最大值就是 = 143K。电阻值只要比这个值小就可以，当然也不能太小，太小会导致单片机的 IO 口电流过大烧坏三极管或者单片机，IO 口输入电流最大理论值是 25mA，我推荐不要超过 6mA，我们用电压和电流算一下，就可以算出来最小电阻值。

总结：箭头朝内 PNP，导通电压顺箭头过，电压导通，电流控制。