巧思妙解判定三極管

摘 要：三極管是電子線路的重要器件之一，也是學(xué)生學(xué)習(xí)《電子技術(shù)》較早接觸到的器件，無論是理論學(xué)習(xí)還是實際電路或元件檢測，都會遇到有關(guān)三極管工作狀態(tài)、類型及管腳判定類的問題，為克服這類難題，增強學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的信心，本文對其展開分析，對此找出巧妙的判定方法。

關(guān)鍵詞：三極管；電子技術(shù)；放大狀態(tài)；半導(dǎo)體

三極管是電子線路中一種重要的器件之一，在學(xué)習(xí)這一部分內(nèi)容時，學(xué)生就會碰到有關(guān)三極管工作狀態(tài)、類型及管腳判定類的問題，這也是實際檢測中經(jīng)常遇到的。我校為任職類院校，學(xué)員文化基礎(chǔ)薄弱，學(xué)習(xí)電子技術(shù)的過程中較為吃力，面對這些問題往往束手無策。而將三極管判斷類的這些問題總結(jié)起來，為三大類問題，下面將對這三類問題展開解析。

1 三極管簡述

三極管又稱半導(dǎo)體三極管或稱晶體三極管，它是在一塊極薄的硅或鍺基片上通過一定的工藝制作出兩個PN結(jié)就構(gòu)成了三層半導(dǎo)體，從三層半導(dǎo)體上各引出一根引線就是三極管的三個電極，再封裝在管殼里就制成了三極管。

三極管的三個電極分別為發(fā)射極e、基極b和集電極c，對應(yīng)的每層半導(dǎo)體分別稱為發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)。發(fā)射區(qū)和基區(qū)交界的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，集電區(qū)和基區(qū)交界的PN結(jié)稱為集電結(jié)。按基片是N型半導(dǎo)體還是P型半導(dǎo)體劃分，三極管有NPN型和PNP型兩種組合形式。根據(jù)三極管的輸出特性曲線，可以把它分為三個區(qū)域：截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)，這三個區(qū)對應(yīng)著三極管的三種工作狀態(tài)，即截止?fàn)顟B(tài)、放大狀態(tài)和飽和狀態(tài)。當(dāng)三極管處于放大狀態(tài)時，它具有電流放大作用，即將較小基極電流變化量轉(zhuǎn)化為較大的集電極電流的變化量，記為β=ΔIC/ΔIB≈IC/IB。

2 根據(jù)電流判斷三極管管腳

已知放大電路中三極管管腳電流如圖一所示，判斷三極管類型和管腳。三極管根據(jù)有可分為NPN型和PNP，二者在管腳電流上的區(qū)別就是各極電流方向是相反的。NPN類型的三極管基極電流和集電極電流流入三極管（基極電流和集電極電流方向相同），發(fā)射極電流流出三極管，PNP與之相反。所以問題中一旦管腳判定之后，三極管類型便確定了。再分析電流，三極管中電流關(guān)系有IE=（1+β）IB，IC=βIB。由于β值通常在幾十以上，故IC≈IE，二者相當(dāng)，IE略大，電流中明顯小的即為基極。

再來分析圖一中的電流，a圖中0.01mA電流明顯小，因此可判定它們?yōu)榛鶚O。再根據(jù)電流方向流入三極管，可知三極管為NPN類型，而3腳電流與基極電流方向相同，故其為集電極，剩下的2管腳必然是發(fā)射極。再分析b圖，1和2腳電流相近，必為發(fā)射極和集電極，因此略大的6.02mA管腳為發(fā)射極，6mA管腳為集電極，剩下的3管腳必然是基極；再根據(jù)6.02mA的發(fā)射極管腳電流流入三極管，可知三極管為PNP類型。

3 根據(jù)電位判斷三極管管腳

已知放大電路中三極管管腳電位如圖一所示，判斷三極管類型和管腳。當(dāng)三極管處于放大狀態(tài)時，管腳電位大小有如下關(guān)系，NPN類型UC>UB>UE，PNP類型UC

分析圖二中的電位關(guān)系，a圖中2.5V電位處于中間，1.8V與之相差0.7V，故電位為2.5V的1腳為基極，1.8V的2腳為發(fā)射極，剩下的3腳為集電極。對號入座，UC>UB>UE，故a圖為NPN類型。經(jīng)對比，b圖中-5.3V電位處于中間，-6V與之相差0.7V，故電位為-5.3V的1腳為基極，-6V的2腳為發(fā)射極，剩下的3腳為集電極。對號入座，UC

4 根據(jù)電位判斷三極管的工作狀態(tài)

已測得電路中三極管管腳電位如圖三所示，判斷三極管的工作狀態(tài)。三極管的工作狀態(tài)分別為截止?fàn)顟B(tài)、放大狀態(tài)和飽和狀態(tài)，處于何種工作狀態(tài)與發(fā)射結(jié)和集電結(jié)的偏置狀態(tài)有關(guān)發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，三極管處于放大狀態(tài)；發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏，三極管處于飽和狀態(tài)；發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。在判斷發(fā)射結(jié)和集電結(jié)正偏還是反偏時，既要考慮三極管的類型又要考慮P區(qū)N區(qū)的位置，還時常出錯。直接把發(fā)射結(jié)的箭頭當(dāng)成大于號，分析起來更為簡潔，并在集電結(jié)上對稱的加上大于號，如圖四所示。符合大小關(guān)系為正偏，不符合為反偏。

分析圖四中的發(fā)射結(jié)和集電結(jié)的正偏反偏，顯然更為直接，不易出錯，a圖中發(fā)射結(jié)兩邊電位符合大于號方向，為正偏；集電結(jié)不符合大于號方向，反偏，三極管處于放大狀態(tài)。b圖中發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏，三極管處于飽和狀態(tài)；c圖中發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。

參考文獻(xiàn)

[1]蘇莉萍 .電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2012.

作者簡介

賈哲（1980-），男，研究生，講師。