事实上，半导体三极管有很多种：

双极结晶管BJT，半导体基板上的两个PN将其隔离成基区、发射区和集电区，引出基极、发射极和集电极。

这两个是三极管的核心区域PN根据N区和P区的不同位置，可分为结NPN型三极管和PNP型三极管。

NPN在型三极管的管芯剖面图中，各区域的尺寸和材料不同，掺杂浓度也不同，这些特点是由制造过程中的工艺和工艺决定的。 NPN型三极管的制造工艺如下(呜呜回忆起考试画的工艺图): 三极管芯平面结构的特点：

• 发射区掺杂度高，发射结面积小。发射结为发射电子，发射区半导体掺杂浓度高于基区；
• 混合浓度低，基区尺寸薄；
• 集电结掺杂量低，面积大。半导体与发射极区混合，混合浓度低于发射极区，便于电子收集。

总结： 掺杂浓度：发射区>集电区>基区>； 体积：集电区>发射区>基极。

三极管有多种符号，旧符号通常旁边有一个T新符号旁边会有注释VT”注释。

这里需要注意个特殊的三极管符号，集电极处有一个黑点: 三极管集电极与圆圈之间有一个黑点，表示三极管只有两个引脚，第三个引脚集电极是三极管的金属外壳。

很多人把三极管的电流流向比作水龙头，但我觉得这种比较方法虽然形象上还是有偏见的。

根据基尔霍夫电流定律，很容易获得两种三极管的电流关系： NPN型三极管：IE=IC IB； PNP型三极管：IC=IE IB。

“BJT是流控流型的半导体，MOS它是压控压型半导体。 BJT和MOS关于半导体理论的工作非常相似： 当一个极的电压升高时，势垒就会降低，电子更容易流向另一边。

记在心里！记在心里！

1. 流控流型——即用Ib的电流控制Ic上电流。有b到e电流，c接电源，ce两者之间也会有电流Ic；
2. 具有放大功能。在线放大区工作，Ic电流成倍于Ib电流(约90-100倍，Ic≈100*Ib）；
3. 当Ib≥1mA，认为Rce≈0(电流越大，内阻越小)，Vce≈0.3V；
4. 当Ib＞1mA，三极管完全打开，启动开关作用，Ic≈100mA（取β为100），Vbe=0.7V；
5. 想要三极管完全导通，Ic无限大，必须满足Vbe≥0.7V。如果两端的电压小于0.7V，那么三极管就不能完全导通，Ic电流不会最大，有压降Vce，等效于电阻分压。

注：β越大越好。 从管道的集电极到发射极，总会产生有害的漏电流，称为穿透电流 Iceo，它的大小与 β 值近似成正比，β值越大， Iceo 就越大。寄生电流 Iceo不受 Ib 控制已成为集电极电流 Ic 的一部分， Ic ＝ β*Ib ＋ Iceo 。并且， Iceo 与温度密切相关，温度升高， Iceo 急剧增加破坏了放大电路工作的稳定性。因此，在选择三极管时，它不是 β 越大越好，一般取硅管 β 为 40 ～ 150 ，锗管取 40 ～ 80 。

上面提到的三极管有两个PN结，而PN结同样是二极管的核心部分。因此可以等效为存在着两个二极管。

集-射击点击电压Uce当基极电流为特定值时Ib与基-射电压Ube有一种特定的关系叫做输入特性曲线。 当Uce = 0时可获得死区电压 Uber。而这一曲线与二极管正向曲线可以说是一模一样。

当Uce增加，曲线向右移动，但当Uce＞1V后来，特征曲线几乎不再向右移动。

截止区、线性放大区、饱和区三种工作状态。

根据逻辑关系，无论是理解还是绘制输出特征曲线，都应该从右到左。（从右到左看法很重要，尤其是分析饱和区的时候）

• 截止区：Ib = 0，Ic = Iceo，Ube < Uber，三极管完全关闭；
• 线性放大区：Ic至于Ib有关，Ic = β*Ib，且Δic = βΔib；在大电流上放大小电流微量变化；
• 饱和区：从放大状态定程度，Ic不再随着Ib总电压不变，Ic增加与电源之间的电阻分压，Uce电压降低。从右到左，拐点不再遵循Ic = β*Ib的时候，Uce 再减小，Ic在0之前

这类题目在期末考试中经常考。

• 类型一：根据正偏、反偏判断 注：三极管的正偏和反偏是基于三极管的PN结来区分的，如果PN电压为正，则正偏，反之反偏。

NPN: 当VC>VB>VE时，即发射极正偏，集电极反偏，三极管处于放大状态； 当VB>VC>VE时，即发射极正偏，集电极正偏，三极管处于饱和状态； 当VB<VE<VC时，即发射极反偏，集电极反偏，三极管处于截止状态；

PNP: 当VE>VB>VC时，即发射极正偏，集电极反偏，三极管处于放大状态； 当VE>VC>VB时，即发射极正偏，集电极正偏，三极管处于饱和状态； 当VB>VE>VC时，即发射极反偏，集电极反向，三极管处于截止状态；

• 类型二：根据电压关系，判断类型、材料、极性，在判断状态

例：1脚为5V，2脚为2V，3脚为1.4V

解：NPN型硅三极管，1脚为c，2脚为b，3脚为e。

分析：因为三极管中be的电压差：硅管为0.6V左右， 锗管0.2V左右 （现在使用的98%都是硅管）。从三个脚的电压大小里，中间的数字的电压就是基极b，与它相差0.6的就是发射极e，另外一个当然就是集电极c了。 如果基极b比发射极e高，就属于NPN型，（在NPN型里，集电极电压最高，发射极最低。反之，如果基极b比发射极e低，就属于PNP型，（在PNP型里，集电极电压最低，发射极最高）。

三极管主要有三种作用：

1. 控制开关作用
2. 电流放大作用
3. 稳压作用

主要指的是温度开关、定时器开关等。

注意：NPN型三极管控制接地的引线，PNP型三极管控制接Vcc的引线。 此外，在电路设计中还必须要考虑鲁棒性（鲁棒性主要包括：不能悬空至高阻态、不能在上电的瞬间就是导通的）。

• NPN型开关管：

假设没有R2到地，由于SW的存在，当开关断开的时候三极管的基极悬空，呈高阻态，如果有雷击或者高压静电（10000V），三极管烧毁。

因此三极管基极要接地，电阻R1称为限流电阻（一般为10K），R2称为下拉电阻（一般就选2K）。

• PNP型三极管作开关管：

PNP三极管同样是BE两极之间关系，钳位基极电压0.7V。发射极-基极之间有1mA，EC之间就会放大为100毫安。发射极-集电极E-C管压降0.3V。

PNP可以接在电源上，因为是EB之间控制。必须在B端限流电阻，一般10K，否则内阻小，电流大容易烧毁三极管。而R2为上拉电阻，同样是避免开关断开的时候三极管状态不明、呈高阻态。

P管不能用下拉电阻，否则一直由电流流过，三极管一直呈导通状态。

注意：上拉电阻不是越大越好（一般为2K），要考虑时间常数τ = RC。

从三极管内部结构分析，开关闭合的时候VCC先对Cbe寄生电容充电，寄生电容和上拉电阻等效并联，当此电容两端电压充电到0.7V的时候三极管导通。三极管内近似的二极管电流先增大，电阻减小，将电容和电阻都钳位在0.7V，相当于短路。电容放电的时候，上拉电阻的存在可以加速电荷释放，加快三极管的关断速度，因此上拉电阻又名放电电阻。阻值小的上拉电阻放电时间短，但是会产生很大的功耗。

为了不让开关开断的干扰波影响三极管，就需要——延时滤波电路。

但是开关断开后，只给电容充电到12V，随后马达断开。这段时间有τ = 1K*4.7nF，一开始的4.7微秒，Ic有电流，不符合预期，可能引发火灾。要考虑鲁棒性！

上电的瞬间，如果负载是一个马达，则PNP三极管立马导通，马达会突然转一下。这并不符合鲁棒性的第二点（不能在上电瞬间是导通的）。需要马达同样由开关控制，不造成失误，这样意味着上电瞬间三极管不能导通。

思路：如何在开关闭合、滤波完成之后，能量再导通三极管？ 答案：再在前面加一个NPN型三极管！（别忘记NPN的2K下拉电阻） 当NPN型三极管导通的时候，此管的C极为0.3V，PNP型三极管导通（P型管低导通），VCC经过三极管到Ic，导通马达；开关断开，NPN型三极管不导通，PNP型三极管的基极为12V，PNP型三极管关断。

后续，电容C1要放电，不可能让其往后放影响控制，因此要让其向前放电：左侧再加一个PNP型三极管。（设计不断完善…）

• 三极管用作开关管时会可能会被问几个问题：

1. 上拉电阻下拉电阻的解释，以及需要牢记——不论N管P管的电阻都是加在BE之间的。
2. N型三极管可以放在上面吗 or P型三极管可以放在下面吗？ 答案是不可以！以P型管为例：P的e极为0.3V，出于放大区，有一个很大的压降，电流很小，不可能完全作为一个开关管使用。BE在0.7V，Ic没有完全导通，Ib也没有达到饱和区电流，三极管上压降也是有限的，马达电压压降有限，因此用在底下也是不合适的。
3. 既然NPN型三极管和PNP型三极管都可以作为开关管，那么在设计中选用哪个方案？ 根据电路的精简程度选择N管还是P管，可靠？安全？成本？上例中N型用了比较少的元器件，选N型。

三极管在模拟电路中，常用于放大，其中三极管放大电路一般分为三种：

• 共射极放大电路
• 共集电极放大电路
• 共基极放大电路

主要有以下四个特点：

1、输入信号和输出信号反相；

2、电流增益和电压增益均比其他两种大；

3、一般用作放大电路的中间级；

4、共射极放大器的集电极跟零电位点之间是输出端，接负载电阻。

• 题型一：计算类型——静态工作点、交流分析

直流静态工作点Q： 其中VBEQ硅管为0.7V，锗管为0.3V。 IBQ=(VG-VBEQ)/RB; ICQ=βIBQ； VCEQ=VG-ICQ*RC

交流分析的关系： rbe =300+(1+β)（26mv/IE)； Ri = RB//rbe; Ro = RC; Au = Uo/Ui=（RCIBβ）/ IB (RB//rbe)。

• 题型二：考察反向的相位关系 A点与B点反向

• 题型三：询问各个器件的功能

三极管VT：实现电流放大。 集电极直流电源UCC :确保三极管工作在放大状态。 集电极负载电阻RC :将三极管集电极电流的变化转变为电压变化，以实现电压放大。 基极偏置电阻RB :为放大电路提供静态工作点。 耦合电容C1和C2 :隔直流通交流。

共集电极放大电路特点是：

1、输入信号与输出信号同相。

2、无电压放大作用，电压增益小于1且接近于1，因此共集电极电路又有“电压跟随器”之称。

3、电流增益高，输入回路中的电流iB<<输出回路中的电流iE和iC。

4、有功率放大作用。

5、适用于作功率放大和阻抗匹配电路。

6、在多级放大器中常被用作缓冲级和输出级。

输入电阻高，可以减小入大电路对信号源（或前级）所取的信号电流。 输出电阻低，可以减小负载变动对电压放大倍数的影响。

共基极放大电路特性： 1、输入信号与输出信号同相；

2、电压增益高；

3、电流增益低（≤1）；

4、功率增益高；

5、适用于高频电路。

共基极放大电路的输入阻抗很小，会使输入信号严重衰减，不适合作为电压放大器。但它的频宽很大，因此通常用来做宽频或高频放大器。在某些场合，共基极放大电路也可以作为“电流缓冲器”（Current Buffer）使用。

提炼： 共射极放大电路可以放大电压，也可以放大电流； 共集极放大电路只能放大电流； 共基极放大电路只能放大电压。

1. 电流放大系数（电流放大倍数） 分直流和交流放大系数： 直流也叫做静态电流放大系数，是在静态无变化信号输入时，晶体管集电极电流IC与基极电流IB的比值，一般用HFE或β表示。 交流也叫动态电流放大系数，指在交流状态下的HFE或β；

2. 集电极最大允许耗散功率PCM 晶体管参数变化不超过规定允许值时的最大集电极耗散功率。它与晶体管的最高允许结温和集电极最大电流有密切关系，晶体管使用时，其实际耗散功率不允许超过PCM值，否则会造成晶体管因过载而损坏。 PCM小于1W的叫小功率晶体管，1W<PCM<5W的叫中功率晶体管，大于5W的是大功率晶体管。

3. 特征频率 晶体管的放大系数和工作频率有关，如果超过了工作频率，则会出现放大能力减弱甚至失去放大作用。 晶体管的频率特性主要包括特征频率FT和最高振荡频率FM—— 特征频率：当f= fT时,三极管完全失去电流放大功能。如果工作频率大于fT,电路将不正常工作。fT称作增益带宽积，即fT=βfo。若已知当前三极管的工作频率fo以及高频电流放大倍数，便可得出特征频率fT。随着工作频率的升高，放大倍数会下降．fT也可以定义为β=1时的频率。 小于或者等于3MHZ是低频管，大于或等于30MHZ是高频管，大于3MHZ小于30MHZ是中频管。 最高振荡频率 FM，只晶体管的功率增益降为1时所对应的频率，通常高频晶体管的最高振荡频率低于共基极截止频率Fa，而特征频率FT则高于共基极截止频率Fa，低于共集电极截止频率Fβ。

4. 集电极最大电流Icm 是晶体管集电极所允许通过的最大电流，当晶体管的集电极电流IC超过ICM时，晶体管的β值等参数将发生明显变化，影响其正常工作，甚至损坏。

5. 最大反向电压 指晶体管在工作时允许施加的最高工作电压，它包括集电极-发射极反向击穿电压、集电极-基极反向击穿电压和发射极-基极反向击穿电压。 集电极-发射极反向击穿电压指晶体管基极开路时，集电极与发射极之间的最大允许反向电压，是集电极与发射极反向击穿电压，表示临界饱和时的饱和电压，用VCEO或者BVCEO表示。 集电极-基极反向击穿电压，是发射极开路时，集电极与基极之间的最大允许反向电压，用VCBO或BVCBO表示。 发射极-基极反向击穿电压，指晶体管的集电极开路时，发射极与基极之间的最大允许反向电压，用VEBO或BVEBO表示。

6. 反向电流 包括集电极-基极之间的反向电流ICBO和集电极-发射极之间的反向击穿电流ICEO。 ICBO也叫集电结反向漏电流，是当晶体管的发射极开路时，集电极与基极之间的反向电流，ICBO对温度较敏感，该值越小，说明晶体管的温度特性越好。 ICEO是当晶体管的基极开路时，其集电极与发射极之间的反向漏电电流，也叫穿透电流。此值越小，说明晶体管的性能越好。

塑料封装是三极管的主流封装形式，其中“TO”（Transistor Outline）和“SOT”（Small Outline Transistor）形式封装最为常见。 对中大功率三极管，集电极明显较粗大甚至以大面积金属电极相连，多处于基极和发射极之间；

对贴片三极管，面向标识时，左为基极，右为发射极，集电极在另一边。

通常要通过计算功率来确定采用什么型号的三极管。 也要考虑三极管的性能极限，按“2/3”安全原则选择合适的性能参数。

集极电流IC： 当 IC>ICM集电极最大允许电流时，三极管β值减小，失去放大功能。IC < 2 / 3 * ICM。

集极功率PW：当 PW > PCM 集电极最大允许功率，三极管将烧坏。PW < 2 / 3 * PCM

集-射反向电压UCE： 集/射极间电压UCE＞UBVCEO基极开路集-射反向击穿电压时，三极管产生很大的集电极电流击穿，造成永久性损坏。UCE < 2 / 3 * UBVCEO

工作频率ƒ： 随着工作频率的升高，三极管的放大能力将会下降，对应于β=1 时的频率ƒT叫作三极管的特征频率。ƒ = 15% * ƒT。

随着工作频率的升高，三极管的放大能力将会下降，对应于β=1 时的频率ƒT叫作三极管的特征频率。

体积成本：优先选用贴片式三极管。

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