三極管的運用方式及工作原理
三極管有放大,飽和和截止三種工作狀態,前一種狀態被廣泛運用于信號的放大,二后兩種狀態常被用做電子開關。
1.信號開關。這是最普遍的應用,因為成本比MOS管低,使用簡單,也不需要流過很大的電流,不用擔心功率損失和發熱。開關導通的原理也很簡單。只要基極電流達到一定值,根據公式:集電極電流Ic=Ib*h,選擇合適的限流電阻,讓Ic達到閾值,三極管就會導通,這時CE間的壓降大概是0.1-0.3V。因為三極管的放大倍數h較高,所以不要求Ib很大,通常用法是使用CPU的輸出管腳直接控制。如果電流不夠,可以再接一個三極管需要注意兩點,一是設計一定要留有足夠的余量,二是保證集電極電流在額定值以下。作為開關使用時,三極管的基極大多有兩個電阻分壓,防止集電極電流過大而損壞三極管,一般阻值是幾K到幾十K。很多廠家生產時會把這兩個電阻集成到三極管內部,叫做數字三極管,專門用做開關使用。這樣做的好處是減小基板面積,縮短焊接時間,減少元件個數,等等。
晶體三極管(以下簡稱三極管)按材料分有兩種:鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結構形式,但使用最多的是硅NPN和PNP兩種三極管,兩者除了電源極性不同外,其工作原理都是相同的,下面僅介紹NPN硅管的電流放大原理。對于NPN管,它是由2塊N型半導體中間夾著一塊P型半導體所組成,發射區與基區之間形成的PN結稱為發射結,而集電區與基區形成的PN結稱為集電結,三條引線分別稱為發射極e、基極b和集電極。