npn型和pnp型三极管的工作原理

NPN、PNP三极管根据不同的工作区,可以用做电子开关、负载驱动及信号放大

三极管其实是由两个PN结组成的一个半导体器件,分为NPN型和PNP型,可以把微弱的信号放大。

npn型和pnp型三极管的工作原理图1

三极管有基极(b)、集电极(c)、发射极(e)三个引脚;有截止区、放大区、饱和导通三个工作区

  • NPN型三极管由两块N型和一块P型半导体夹在一起组成
  • PNP型三极管由两块P型和一块N型半导体夹在一起组成
  • 让三极管工作在不同的工作区,有不同的作用

npn型和pnp型三极管的工作原理图2

三极管的信号放大作用

让三极管工作在放大区,可以起到电流放大作用,以NPN为例,NPN进入放大区必须b-e的PN结处于正偏,b-c的PN结反偏,β是三极管的放大倍数。

  • Vb<Vc
  • Vb>Ve
  • Ic=β*Ib
  • Ie=Ib+Ic

npn型和pnp型三极管的工作原理图3

微弱的信号输入,经过三极管放大,就可以得到幅度较大的信号了

三极管的开关作用

当两个PN结都正偏,并且Uce<=Ube时,三极管开始饱和导通,Ic=β*Ib,这时候用很少的Ib电流就可以控制负载需的Ic电流了。常用于控制LED、直流马达、蜂鸣器、继电器这些器件的工作。

npn型和pnp型三极管的工作原理图4

当两个PN结反偏时,三极管截止,就可以控制负载停止工作 了。

三极管是由P型半导体和N型半导体所构成的半导体元器件,根据内部结构不同,可以分为NPN三极管和PNP三极管。NPN三极管是由两块N型半导体和一块P型半导体构成的;PNP三极管是由两块P型半导体和一块N型半导体构成的。其内部结构 如下图所示。

npn型和pnp型三极管的工作原理图5

三极管具有三个电极,分别为基极、发射极和集电极,NPN三极管和PNP三极管中电流的方向是不同的,其电流方向如下图所示。

npn型和pnp型三极管的工作原理图6

有了上边的理论作为铺垫后,下面介绍其工作原理。

三极管具有三个工作状态/区域:截止区,放大区,饱和区。三极管被用作开关时,需要工作在截止区和饱和区,如果工作在放大区,则满足IC=β*IB这个关系,这也是三极管具有放大电流作用的原因。以NPN为例介绍工作状态和原理。

当发射结电压小于其截止电压,并且基极电流为零时,流过发射集的电流几乎为零(大约为ICEO电流),这时三极管工作在截止状态。

增大加在发射结上的电压,使其大于截止电压使发射极正偏而集电结反偏,这时候集电极的电流和基极电流满足IC=β*IB这个线性关系,即实现电流的放大作用,三极管工作在放大区。

继续增大发射结的电压,使基极电流增大到一定程度后,发射极的电流不再增大而是维持在某一个附近。这时表明三极管已经处于饱和状态。

三极管在应用时,都是根据不同的应用需求,而选择让其工作在某个不同的区域。

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