3.5 三极管
晶体三极管简称三极管,它的工作状态有三种:放大、饱和、截止。三极管是放大电路的核心元件,同时又是理想的无触点开关元器件。由于其具有放大和开关的特性,使得三极管广泛应用于各电子电路中,是电子工程上用途最广的组件之一。
3.5.1 三极管的图形符号与标示
三极管在电路中常用字母“Q”、“V”或“VT”加数字表示,电路原理图中三极管的符号如图3-43所示。
图3-43 几种三极管的电路符号
三极管在电路原理图及印制板图中的标示如图3-44所示。
图3-44 三极管在电路原理图及印制板图中的标示
3.5.2 三极管的结构
三极管按照极性划分有两种,即PNP型和NPN型。三极管的结构示意图如图3-45所示。
图3-45 三极管的结构示意图
图3-45(a)所示为NPN型三极管结构示意图,从图中可以看出,它是由三块半导体组成的,构成了两个PN结,即集电结和发射结,共引出三个电极,分别是集电极、基极和发射极。管中工作电流有集电极电流IC、基极电流IB、发射极电流IE;IC、IB汇合后从发射极流出,电路符号中发射极箭头方向朝外形象地表明了电流的流动方向,这对读图有帮助。上述代表各极的字母也可用小写字c、b、e表示。各极电流的关系为:IE=IB+IC,其中IC=βIB,IC≫IB,IC≈IE。
判别管子是PNP型还是NPN型有一个方法就是看发射极上的箭头,箭头朝外是NPN型,箭头朝内是PNP型。
3.5.3 放大三极管
分压式放大电路的基本组成如图3-46所示,各元件的主要作用如下。
图3-46 分压式放大电路的基本组成
VT为放大管;RB1、RB2分别为上、下偏置电阻,把电源分压后给三极管提供正偏;RC为供电电阻,为三极管提供反偏,它同时又把放大电流转换为电压,因此又称为负载电阻;RE为发射极电阻,又称为负反馈电阻;C1、C2分别为输入、输出耦合电容;CE为高频旁路电容,可以提高放大电路的放大能力;VCC为电源。
3.5.4 开关三极管
三极管的开关原理图如图3-47所示。当输入端加上信号(如+5V高电平)时,三极管VT1处于饱和状态,这时就相当于开关接通的情况。当无输入信号时(如0V低电平)时,三极管VT1处于截止状态,这时就相当于开关断开的情况。
图3-47 三极管的开关原理图