半導體三極管也稱為晶體三極管,可以說它是電子電路中最重要的器件。它最主要的功能是電流放大和開關作用。 三極管顧名思義具有三個電極。二極管是由一個PN結構成的,而三極管由兩個PN結構成,共用的一個電極成為三極管的基極(用字母b表示)。其他的兩個電極成為集電極(用字母c表示)和發射極(用字母e表示)。由于不同的組合方式,形成了一種是NPN型的三極管,另一種是PNP型的三極管。
三極管 的種類很多,并且不同型号各有不同的用途。三極管大都是塑膠封裝或金屬封裝,常見三極管的外觀如圖,大的很大,小的很小。三極管的電路符号有兩種:有一個箭頭的電極是發射極,箭頭朝外的是NPN型三極管,而箭頭朝内的是PNP型。實際上箭頭所指的方向是電流的方向。
電子制作中常用的三極管有9 0× ×系列,包括低頻小功率矽管9013(NPN)、9012(PNP),低噪聲管9014(NPN),高頻小功率管9018(NPN)等。它們的型号一般都标在塑殼上,而樣子都一樣,都是TO-92标準封裝。在老式的電子産品中還能見到3DG6(低頻小功率矽管)、3AX31 (低頻小功率鍺管) 等,它們的型号也都印在金屬的外殼上。我國生産的半導體有一套命名規則,電子愛好者最好還是了解一下:
第一部分的3表示為三極管。 第二部分表示器件的材料和結構,A: PNP型鍺材料 B: NPN型鍺材料 C: PNP型矽材料 D: NPN型矽材料 第三部分表竟δ埽琔:光電管 K:開關管 X:低頻小功率管 G:高頻小功率管 D:低頻大功率管 A:高頻大功率管。另外,3DJ型為場效應管,BT打頭的表示半導體特殊元件。
三極管最基本的作用是放大作用,它可以把微弱的電信号變成一定強度的信号,當然這種轉換仍然遵循能量守恒,它隻是把電源的能量轉換成信号的能量罷了。三極管有一個重要參數就是電流放大系數β。當三極管的基極上加一個微小的電流時,在集電極上可以得到一個是注入電流β倍的電流,即集電極電流。集電極電流随基極電流的變化而變化,并且基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化,這就是三極管的放大作用。
三極管還可以作電子開關,配合其它元件還可以構成振蕩器。
半導體三極管除了構成放大器和作開關元件使用外,還能夠做成一些可獨立使用的兩端或三端器件
1. 擴流。
把一隻小功率可控矽和一隻大功率三極管組合,就可得到一隻大功率可控矽,其最大輸出電流由大功率三極管的特性決定,見附圖 1。圖 2 為電容容量擴大電路。利用三極管的電流放大作用,将電容容量擴大若幹倍。這種等效電容和一般電容器一樣,可浮置工作,适用于在長延時電路中作定時電容。用穩壓二極管構成的穩壓電路雖具有簡單、元件少、制作經濟友善的優點,但由于穩壓二極管穩定電流一般隻有數十毫安,因而決定了它隻能用在負載電流不太大的場合。圖 3 可使原穩壓二極管的穩定電流及動态電阻範圍得到較大的擴充,穩定性能可得到較大的改善。
2. 代換。
圖 4 中的兩隻三極管串聯可直接代換調光台燈中的雙向觸發二極管;圖 5 中的三極管可代用 8V 左右的穩壓管。圖 6 中的三極管可代用 30V 左右的穩壓管。上述應用時,三極管的基極均不使用。
3.模拟。
用三極管夠成的電路還可以模拟其它元器件。大功率可變電阻價貴難覓,用圖 7 電路可作模拟品,調節 510 電阻的阻值,即可調節三極管 C 、 E 兩極之間的阻抗,此阻抗變化即可代替可變電阻使用。圖 8 為用三極管模拟的穩壓管。其穩壓原理是:當加到 A 、 B 兩端的輸入電壓上升時,因三極管的 B 、 E 結壓降基本不變,故 R2 兩端壓降上升,經過 R2 的電流上升,三極管發射結正偏增強,其導通性也增強, C 、 E 極間呈現的等效電阻減小,壓降降低,進而使 AB 端的輸入電壓下降。調節 R2 即可調節此模拟穩壓管的穩壓值,等效為