三極管的定義

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。三極管大都是塑料封裝或金屬封裝，常見三極管的外觀，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90×&TImes;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。我國生産的晶體管有一套命名規則，電子工程技術人員和電子愛好者應該了解三極管符号的含義。符号的第一部分“3”表示三極管。符号的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。符号的第三部分表示功能：U——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。

三極管的作用

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 b。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b 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。

Z304三極管的主要參數及極性判别

1． 常用小功率三極管的主要參數

常用小功率三極管的主要參數，參見表B311。

三極管電極和管型的判别

（1） 目測法

① 管型的判别

一般，管型是NPN還是PNP應從管殼上标注的型号來辨别。依照部頒标準，三極管型号的第二位（字母），A、C表示PNP管，B、D表示NPN管，例如：

3AX 為PNP型低頻小功率管 3BX 為NPN型低頻小功率管

3CG 為PNP型高頻小功率管 3DG 為NPN型高頻小功率管

3AD 為PNP型低頻大功率管 3DD 為NPN型低頻大功率管

3CA 為PNP型高頻大功率管 3DA 為NPN型高頻大功率管

此外有國際流行的9011 ~ 9018系列高頻小功率管，除9012和9015為PNP管外，其餘均為NPN型管。

② 管極的判别

常用中小功率三極管有金屬圓殼和塑料封裝（半柱型）等外型，圖T305介紹了三種典型的外形和管極排列方式。

（2） 用萬用表電阻檔判别

三極管内部有兩個PN結，可用萬用表電阻檔分辨e、b、c三個極。在型号标注模糊的情況下，也可用此法判别管型。

① 基極的判别

判别管極時應首先确認基極。對于NPN管，用黑表筆接假定的基極，用紅表筆分别接觸另外兩個極，若測得電阻都小，約為幾百歐~幾千歐；而将黑、紅兩表筆對調，測得電阻均較大，在幾百千歐以上，此時黑表筆接的就是基極。PNP管，情況正相反，測量時兩個PN結都正偏的情況下，紅表筆接基極。 實際上，小功率管的基極一般排列在三個管腳的中間，可用上述方法，分别将黑、紅表筆接基極，既可測定三極管的兩個PN結是否完好（與二極管PN結的測量方法一樣），又可确認管型。

② 集電極和發射極的判别

确定基極後，假設餘下管腳之一為集電極c，另一為發射極e，用手指分别捏住c極與b極（即用手指代替基極電阻Rb）。同時，将萬用表兩表筆分别與c、e接觸，若被測管為NPN，則用黑表筆接觸c極、用紅表筆接e極（PNP管相反），觀察指針偏轉角度；然後再設另一管腳為c極，重複以上過程，比較兩次測量指針的偏轉角度，大的一次表明IC大，管子處于放大狀态，相應假設的c、e極正确。

三極管性能的簡易測量

（1） 用萬用表電阻檔測ICEO和

基極開路，萬用表黑表筆接NPN管的集電極c、紅表筆接發射極e（PNP管相反），此時c、e間電阻值大則表明ICEO小，電阻值小則表明ICEO大。 用手指代替基極電阻Rb，用上法測c、e間電阻，若阻值比基極開路時小得多則表明 b值大。

（2） 用萬用表hFE檔測 b

有的萬用表有hFE檔，按表上規定的極型插入三極管即可測得電流放大系數 b，若 b 很小或為零，表明三極管己損壞，可用電阻檔分别測兩個PN結，确認是否有擊穿或斷路。

半導體三極管的選用

選用晶體管一要符合設備及電路的要求，二要符合節約的原則。根據用途的不同，一般應考慮以下幾個因素：工作頻率、集電極電流、耗散功率、電流放大系數、反向擊穿電壓、穩定性及飽和壓降等。這些因素又具有相互制約的關系，在選管時應抓住主要矛盾，兼顧次要因素。 低頻管的特征頻率fT一般在2.5MHz以下，而高頻管的fT都從幾十兆赫到幾百兆赫甚至更高。選管時應使fT為工作頻率的3~10倍。原則上講，高頻管可以代換低頻管，但是高頻管的功率一般都比較小，動态範圍窄，在代換時應注意功率條件。

一般希望b選大一些，但也不是越大越好。b太高了容易引起自激振蕩，何況一般b高的管子工作多不穩定，受溫度影響大。通常b多選40~100之間，但低噪聲高b值的管子（如1815、9011~9015等），b值達數百時溫度穩定性仍較好。另外，對整個電路來說還應該從各級的配合來選擇b。例如前級用b高的，後級就可以用b較低的管子；反之，前級用 b 較低的，後級就可以用b較高的管子。

集電極-發射極反向擊穿電壓UCEO應選得大于電源電壓。穿透電流越小，對溫度的穩定性越好。普通矽管的穩定性比鍺管好得多，但普通矽管的飽和壓降較鍺管為大，在某些電路中會影響電路的性能，應根據電路的具體情況選用，選用晶體管的耗散功率時應根據不同電路的要求留有一定的餘量。 對高頻放大、中頻放大、振蕩器等電路用的晶體管，應選用特征頻率fT高、極間電容較小的晶體管，以保證在高頻情況下仍有較高的功率增益和穩定性。

半導體光敏器件——光敏三極管

光敏三極管在原理上類似于晶體管，隻是它的集電結為光敏二極管結構。它的等效電路見圖T313。由于基極電流可由光敏二極管提供，故一般沒有基極外引線（有基極外引線的産品便于調整靜态工作點）。 如在光敏三極管集電極c和發射極e之間加電壓，使集電結反偏，則在無光照時，c、e 間隻有漏電流ICEO，稱為暗電流，大小約為0.3 μA。有光照時将産生光電流IB，同時IB被“放大”形成集電極電流IC，大小在幾百微安到幾毫安之間。 光敏三極管的輸出特性和晶體管類似，隻是用入射光的照度來代替晶體管輸出特性曲線中的IB。光敏三極管制成達林頓形式時，可獲得很大的輸出電流而能直接驅動某些繼電器。 光敏三極管的缺點是響應速度（約5 ~ 10 ms）比光敏二極管（幾百毫微秒）慢，轉換線性差，在低照度或高照度時，光電流放大系數

值變小。

使用光敏三極管時，除了管子實際運行時的電參數不能超限外，還應考慮入射光的強度是否恰當，其光譜範圍是否合适。過強的入射光将使管芯的溫度上升，影響工作的穩定性，不合光譜的入射光，将得不到所希望的光電流。例如：矽光敏三極管的光譜響應範圍為0.4 ~ 1.1 mm波長的光波，若用熒光燈作光源，結果就很不理想。 另外，在實際選用光敏三極管時，應注意按參數要求選擇管型。如要求靈敏度高，可選用達林頓型光敏三極管；如要求響應時間快，對溫度敏感性小，就不選用光敏三極管而選用光敏二極管。探測暗光一定要選擇暗電流小的管子，同時可考慮有基極引出線的光敏三極管，通過偏置取得合适的工作點，提高光電流的放大系數。例如，探測10-3勒克斯的弱光，光敏三極管的暗電流必須小于0.1 nA。光敏三極管的基本應用電路見圖T314 ，幾種國産光敏三極管的參數見表B317。

表B317 部分國産光敏三極管的參數