8 器件篇-三极管基础知识

文摘   2024-08-05 22:07   湖北  

目录


  • 初识三极管

  • 三极管的关键参数

  • 三极管工作原理

  • 三极管工作状态

  • 三极管常用电路设计

初识三极管
三极管就是我们常说的晶体管(BJT),是一种电流型控制半导体器件。其主要功能有两种:信号放大电子开关。所谓三极管顾名思义就是有三个电极,分别为发射极(e基极b集电极(c。这三个电极的特点见下:
  • 发射极e:参杂浓度非常高,有较多的多数载流子(NPN型为电子或PNP型为空穴)。
  • 基极b:厚度非常薄,一般仅有几十微米。
  • 集电极(c:相比于另外两个电极,集电极的面积非常大,但是参杂浓度较低。
根基组成的结构不同,三极管可以分为NPN型三极管和PNP型三极管。下图能生动形象的展现三个电极的特点:

三极管的关键参数
  • 直流参数
  • 交流参数
三极管工作原理
关于三极管的工作原理,我们以NPN型三极管为例。
如上图所示:NPN型三极管可视为由两个二极管组成,内部电场均由N型半导体指向P型半导体。
如上图所示:使发射机正偏,集电极反偏。
  • 由于发射极正偏,导致内电场的被削弱,发射区内部的自由电子扩散运动增强,导致发射区的自由电子快速扩散到基区。
  • 由于集电极反偏,导致集电结变宽,集电区产生产生大量空穴,基区的自由电子快速移动至集电区与空穴进行复合,产生集电极电流Ic
三极管工作状态
三极管有三种工作状态,分为为截止状态放大状态饱和状态
  • 截止状态
截止状态条件:发射结反偏,集电结反
特点:三个电极的电流几乎为零。

  • 放大状态
放大状态条件:发射结正偏,集电结反偏。
特点:基极电流增大时,集电极的电流就会成倍增加。

  • 饱和状态
放大状态条件发射结正偏,集电结正偏时。
特点:基极电流增大时,集电极的电流保持不变。


三极管电路设计
  • 驱动LED电路
通常当电压≤3.3V时,采用三极管来增加驱动能力,详细电路设计见下:

  • 电平转换电路
使用三极管实现电平转换电路,电平的逻辑会取反。

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