三極管，全稱應(yīng)為半導(dǎo)體三極管，也稱雙極型晶體管、晶體三極管，是一種電流控制電流的半導(dǎo)體器件·其作用是把微弱信號放大成輻值較大的電信號,也用作無觸點開關(guān)。下面介紹的是三極管工作原理，不了解的朋友跟小編一起來看看吧。
三極管工作原理，一、電流放大下面的分析僅對于NPN型硅三極管.我們把從基極B流至發(fā)射極E的電流叫做基極電流Ib;把從集電極C流至發(fā)射極E的電流叫做集電極電流Ic.這兩個電流的方向都是流出發(fā)射極的,所以發(fā)射極E上就用了一個箭頭來表示電流的方向.三極管的放大作用就是：集電極電流受基極電流的控制(假設(shè)電源能夠提供給集電極足夠大的電流的話),并且基極電流很小的變化,會引起集電極電流很大的變化,且變化滿足一定的比例關(guān)系：集電極電流的變化量是基極電流變化量的β倍,即電流變化被放大了β倍,所以我們把β叫做三極管的放大倍數(shù)(β一般遠(yuǎn)大于1,例如幾十,幾百).如果我們將一個變化的小信號加到基極跟發(fā)射極之間,這就會引起基極電流Ib的變化,Ib的變化被放大后,導(dǎo)致了Ic很大的變化.如果集電極電流Ic是流過一個電阻R的,那么根據(jù)電壓計算公式U=R*I可以算得,這電阻上電壓就會發(fā)生很大的變化.我們將這個電阻上的電壓取出來,就得到了放大后的電壓信號了.
　　二、偏置電路
　　三極管在實際的放大電路中使用時,還需要加合適的偏置電路.這有幾個原因.首先是由于三極管BE結(jié)的非線性(相當(dāng)于一個二極管),基極電流必須在輸入電壓大到一定程度后才能產(chǎn)生(對于硅管,常取0.7V).當(dāng)基極與發(fā)射極之間的電壓小于0.7V時,基極電流就可以認(rèn)為是0.但實際中要放大的信號往往遠(yuǎn)比0.7V要小,如果不加偏置的話,這么小的信號就不足以引起基極電流的改變(因為小于0.7V時,基極電流都是0).如果我們事先在三極管的基極上加上一個合適的電流(叫做偏置電流,上圖中那個電阻Rb就是用來提供這個電流的,所以它被叫做基極偏置電阻),那么當(dāng)一個小信號跟這個偏置電流疊加在一起時,小信號就會導(dǎo)致基極電流的變化,而基極電流的變化,就會被放大并在集電極上輸出.另一個原因就是輸出信號范圍的要求,如果沒有加偏置,那么只有對那些增加的信號放大,而對減小的信號無效(因為沒有偏置時集電極電流為0,不能再減小了).而加上偏置,事先讓集電極有一定的電流,當(dāng)輸入的基極電流變小時,集電極電流就可以減小;當(dāng)輸入的基極電流增大時,集電極電流就增大.這樣減小的信號和增大的信號都可以被放大了。
　　三、開關(guān)作用，下面說說三極管的飽和情況.像上面那樣的圖,因為受到電阻Rc的限制(Rc是固定值,那么最大電流為U/Rc,其中U為電源電壓),集電極電流是不能無限增加下去的.當(dāng)基極電流的增大,不能使集電極電流繼續(xù)增大時,三極管就進入了飽和狀態(tài).一般判斷三極管是否飽和的準(zhǔn)則是：Ib*β〉Ic.進入飽和狀態(tài)之后,三極管的集電極跟發(fā)射極之間的電壓將很小,可以理解為一個開關(guān)閉合了.這樣我們就可以拿三極管來當(dāng)作開關(guān)使用：當(dāng)基極電流為0時,三極管集電極電流為0(這叫做三極管截止),相當(dāng)于開關(guān)斷開;當(dāng)基極電流很大,以至于三極管飽和時,相當(dāng)于開關(guān)閉合.如果三極管主要工作在截止和飽和狀態(tài),那么這樣的三極管我們一般把它叫做開關(guān)管.
　　四、工作狀態(tài)
　　如果我們在上面這個圖中,將電阻Rc換成一個燈泡,那么當(dāng)基極電流為0時,集電極電流為0,燈泡滅.如果基極電流比較大時(大于流過燈泡的電流除以三極管的放大倍數(shù)β),三極管就飽和,相當(dāng)于開關(guān)閉合,燈泡就亮了.由于控制電流只需要比燈泡電流的β分之一大一點就行了,所以就可以用一個小電流來控制一個大電流的通斷.如果基極電流從0慢慢增加,那么燈泡的亮度也會隨著增加(在三極管未飽和之前)，三極管開關(guān)電路工作原理。三極管開關(guān)電路由開關(guān)三極管VT，電動機M，控制開關(guān)S，基極限流電阻器R和電源GB組成。VT采用NPN型小功率硅管8050，其集電極最大允許電流ICM可達(dá)1.5A，以滿足電動機起動電流的要求。M選用工作電壓為3V的小型直流電動機，對應(yīng)電源GB亦為3V。
　　VT基極限流電阻器R如何確定呢?
　　根據(jù)三極管開關(guān)電路的電流分配作用，在基極輸入一個較弱的電流IB，就可以控制集電極電流IC有較強的變化。
　　假設(shè)VT電流放大系數(shù)hfe≈250，電動機起動時的集電極電流IC=1.5A，經(jīng)過計算，為使三極管飽和導(dǎo)通所需的基極電流IB≥(1500mA/250)×2=12mA。
　　在圖1電路中，電動機空載時運轉(zhuǎn)電流約為500mA，此時電源(用兩節(jié)5號電池供電)電壓降至2.4V，VT基極-發(fā)射極之間電壓VBE≈0.9V。
　　根據(jù)歐姆定律，VT基極限流電阻器的電阻值R=(2.4-0.9)V/12mA≈0.13kΩ?？紤]到VT在IC較大時，hfe要減小，電阻值R還要小一些，實取100Ω。
　　為使電動機更可靠地啟動，R甚至可減少到51Ω。在調(diào)試三極管開關(guān)電路時，接通控制開關(guān)S，電動機應(yīng)能自行啟動，測量VT集電極—發(fā)射極之間電壓VCE≤0.35V，說明三極管已飽和導(dǎo)通，三極管開關(guān)電路工作正常，否則會使VT過熱而損壞。