三极管的作用和工作原理 什么是二极管

三极管的工作原理是什么？

晶体三极管是由两块N或p型二极管、中间夹着一层P或N型二极管构成，分为集电极、基极、发射极。集电极负责补充能量，基极负责触发控制，发射极负责输出。由于它的特殊构造，在发射区内注入的电子量是基极电子量的数倍，当基极信号电流开通，触动发射极电流发射，如基极进入一个电子，发射极流出的可能是几个或几百个电子，从而实现所谓的电流放大。

三极管的作用和工作原理 什么是二极管

三极管的作用和工作原理 什么是二极管

（1）为了便于发射结发射电子，发射区半导体的掺杂溶度远高于基区半导体的掺杂溶度，且发射结的面积较小。

（2）发射区和集电区虽为同一性质的掺杂半导体，但发射区的掺杂溶度要高于集电区的掺杂溶度，且集电结的面积要比发射结的面积大，便于收集电子。

（3）联系发射结和集电结两个PN结的基区非常薄，且掺杂溶度也很低。

扩展资料：

工作状态

（1）截止状态

当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，我们称三极管处于截止状态。

（2）放大状态

当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并处于某一恰当的值时，三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，这时基极电流对集电极电流起着控制作用，使三极管具有电流放大作用，其电流放大倍数β=ΔIc/ΔIb，这时三极管处放大状态。

（3）饱和导通

当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并当基极电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不怎么变化，这时三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。

参考资料来源：

三极管的工作原理？

三极管也叫双极型晶体管，它是靠载流子的运动来工作的，以npn管为例，当基极不加电压时，基区和发射区组成的pn结为阻止多子（基区为空穴，发射区为电子）的扩散运动，在此pn结处会感应出由发射区指向基区的静电场（即内建电场），当基极外加正电压的指向为基区指向发射区，当基极外加电压产生的电场大于内建电场时，基区的载流子（电子）才有可能从基区流向发射区，此电压的最小值即pn结的正向导通电压（一般硅管为0.7v）。但此时每个pn结的两侧都会有电荷存在，此时如果集电极-发射极加正电压，在电场作用下，发射区的电子往基区运动（实际上都是电子的反方向运动），由于基区宽度很小，电子很容易越过基区到达集电区，并与此处的PN结附近的空穴复合（靠近集电极），为维持平衡，在正电场的作用下集电区的电子加速往集电极运动，而空穴则为pn结处运动，此过程类似一个雪崩过程。集电极的电子通过电源回到发射极，这就是三极管的工作原理，希望你能看得明白。

三极管的工作原理？

pnp三极管在使用中发射极电位，集电极电位时为UBE<0，三极管按结构可以分为，NPN型三极管和PNP型三极管。

pnp三极管管道通时IE=（放大倍数+1)IB和ICB没有任何关系，ICB=0 ICB>0时，可能就与pnp三极管就有所关系，三极管在正常工作时，不管是在工作放大区还是饱和区ICB=0，当UEB>0.7V(硅)，RC/RB<放大倍数时，pnp三极管工作在饱和区，反之就工作在放大区。

扩展资料：

一、三极管结构类型

晶体三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。

从三个区引出相应的电极，分别为基极b发射极e和集电极c。

发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电结。基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里。

NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。

二、工作状态

1、截止状态

当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，我们称三极管处于截止状态。

2、放大状态

当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并处于某一恰当的值时，三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，这时基极电流对集电极电流起着控制作用，使三极管具有电流放大作用，其电流放大倍数β=ΔIc/ΔIb，这时三极管处放大状态。

3、饱和导通

当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并当基极电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不怎么变化。

这时三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。

参考资料来源：

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三极管的工作原理：三极管，全称为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种电流控制电流的半导体器件，其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。三极管具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。

三极管的基本结构是两个反向连结的pn接面，有pnp和npn两种组合。三个接出来的端点依序称为射极(emitter, E)、基极(base, B)和集极(collector,C)，名称来源和它们在三极管作时的功能有关。在没接外加偏压时，两个pn接面都会形成耗尽区，将中性的p型区和n型区隔开。

下图为一pnp三极管在此偏压区的示意图。EB接面的空乏区由于在正向偏压会变窄，载体看到的位障变小，射极的电洞会注入到基极，基极的电子也会注入到射极;而BC接面的耗尽区则会变宽，载体看到的位障变大，故本身是不导通的。没外加偏压，和偏压在正向活性区两种情形下，电洞和电子的电位能的分布图（见下图）。

三极管和两个反向相接的pn二极管的不同部分就在于三极管的两个接面相当接近。以上述之偏压在正向活性区之pnp三极管为例，射极的电洞注入基极的n型中性区，马上被多数载体电子包围遮蔽，然后朝集电极方向扩散，同时也被电子复合。当没有被复合的电洞到达BC接面的耗尽区时，会被此区内的电场加速扫入集电极，电洞在集电极中为多数载体，很快藉由漂移电流到达连结外部的欧姆接点，形成集电极电流IC。

三极管的工作原理及基础知识

1 三极管的结构和分类

其共同特征就是具有三个电极，这就是“三极管”简称的来历。通俗来讲，三极管内部为由P型半导体和N型半导体组成的三层结构，根据分层次序分为NPN型和PNP型两大类。

上述三层结构即为三极管的三个区, 中间比较薄的一层为基区，另外两层同为N型或P型，其中尺寸相对较小、多数载流子浓度相对较高的一层为发射区，另一层则为集电区。三极管的这种内部结构特点，是三极管能够起放大作用的内部条件。

三个区各自引出三个电极，分别为基极（b） 、发射极（e）和集电极（c）。

如图b所示，三层结构可以形成两个PN结，分别称为发射结和集电结。三极管符号中的箭头方向就是表示发射结的方向。

三极管内部结构中有两个具有单向导电性的PN结，因此当然可以用作开关元件，但同时三极管还是一个放大元件，正是它的出现促使了电子技术的飞跃发展。

2 三极管的电流放大作用

直流电压源Vcc应大于Vbb，从而使电路满足放大的外部条件：发射结正向偏置，集电极反向偏置。改变可调电阻Rb，基极电流IB，集电极电流Ic 和发射极电流IE都会发生变化，由测量结果可以得出以下结论：

（1） IE ＝ IB ＋ IC ( 符合克希荷夫电流定理）

（2） IC ≈ IB ×? （ ?称为电流放大系数，可表征三极管的电流放大能力）

（3）△ IC ≈ △ IB ×?

由上可见，三极管是一种具有电流放大作用的模拟器件。

3 三极管的放大原理

以下用NPN三极管为例说明其内部载流子运动规律和电流放大

原理，

1、发射区向基区扩散电子：由于发射结处于正向偏置，发射区的多数载流子（自由电子）不断扩散到基区，并不断从电源补充进电子，形成发射极电流IE。

2、电子在基区扩散和复合：由于基区很薄，其多数载流子（空穴）浓度很低，所以从发射极扩散过来的电子只有很少部分可以和基区空穴复合，形成比较小的基极电流IB，而剩下的绝大部分电子都能扩散到集电结边缘。

3、集电区收集从发射区扩散过来的电子：由于集电结反向偏置，可将从发射区扩散到基区并到达集电区边缘的电子拉入集电区，从而形成较大的集电极电流IC。

4 三极管的输入输出特性

三极管的输入特性是指当集-射极电压UCE为常数时，基极电流IB与基-射极电压UBE之间的关系曲线。

对硅管而言，当UCE超过1V时，集电结已经达到足够反偏，可以把从发射区扩散到基区的电子中的绝大部分拉入集电区。如果此时再增大UCE ，只要UBE保持不变（从发射区发射到基区的电子数就一定）， IB也就基本不变。就是说，当UCE超过1V后的输入特性曲线基本上是重合的。

由图可见，和二极管的伏安特性一样，三极管的输入特性也有一段区，只有当UBE大于区电压时，三极管才会出现基极电流IB。通常硅管的区电压约为0.5V，锗管约为0.1V。在正常工作情况下，NPN型硅管的发射结电压UBE为0.6～0.7V，PNP型锗管的发射结电压UBE为-0.2～ -0.3V。

三极管的输出特性是指当基极电流IB一定时，集电极电流IC与集-射极电压UCE之间的关系曲线。在不同的IB下，可得出不同的曲线，所以三极管的输出特性是一组曲线。通常把输出特性曲线分为三个工作区：

1、放大区：输出特性曲线的近于水平部分是放大区。在放大区, IC ＝ IB ×?,由于在不同IB下电流放大系数近似相等，所以放大区也称为线性区。管要工作在放大区，发射结必须处于正向偏置，集电结则应处于反向偏置，对硅管而言应使UBE>0，UBC<0。

2、截止区： IB ＝ 0的曲线以下的区域称为截止区。实际上，对NPN硅管而言，当UBE＜0.5V时即已开始截止，但是为了使三极管可靠截止，常使UBE≤0V，此时发射结和集电结均处于反向偏置。

3、饱和区：输出特性曲线的陡直部分是饱和区，此时IB的变化对 IC的影响较小，放大区的?不再适用于饱和区 。在饱和区， UCE＜UBE，发射结和集电结均处于正向偏置。

PNP管：电流从发射极流入基极与集电极。

然而NPN管：电流从基极，集电极流入从发射极流出三极管正常工作条件：给管子BE结加正扁电压，BC结加反扁电压，BE结的正扁电压要大于或等于导通电压。

NPN型：Uc〉Ub〉Ue PNP型：Ue〉Ub〉Uc

扩展资料：

三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号， 也用作无触点开关。

晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。

三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。

晶体三极管（以下简称三极管）按材料分有两种：

锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管，（其中，N是负极的意思（代表英文中Negative），N型半导体在高纯度硅中加入磷取代一些硅原子，在电压下产生自由电子导电，而P是正极的意思（Positive）是加入硼取代硅，产生大量空穴利于导电）。

两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的。

参考资料：

极管的工作原理及基础知识

1 三极管的结构和分类

其共同特征就是具有三个电极，这就是“三极管”简称的来历。通俗来讲，三极管内部为由P型半导体和N型半导体组成的三层结构，根据分层次序分为NPN型和PNP型两大类。

上述三层结构即为三极管的三个区, 中间比较薄的一层为基区，另外两层同为N型或P型，其中尺寸相对较小、多数载流子浓度相对较高的一层为发射区，另一层则为集电区。三极管的这种内部结构特点，是三极管能够起放大作用的内部条件。

三个区各自引出三个电极，分别为基极（b） 、发射极（e）和集电极（c）。

如图b所示，三层结构可以形成两个PN结，分别称为发射结和集电结。三极管符号中的箭头方向就是表示发射结的方向。

三极管内部结构中有两个具有单向导电性的PN结，因此当然可以用作开关元件，但同时三极管还是一个放大元件，正是它的出现促使了电子技术的飞跃发展。

2 三极管的电流放大作用

直流电压源Vcc应大于Vbb，从而使电路满足放大的外部条件：发射结正向偏置，集电极反向偏置。改变可调电阻Rb，基极电流IB，集电极电流Ic 和发射极电流IE都会发生变化，由测量结果可以得出以下结论：

（1） IE ＝ IB ＋ IC ( 符合克希荷夫电流定理）

（2） IC ≈ IB ×? （ ?称为电流放大系数，可表征三极管的电流放大能力）

（3）△ IC ≈ △ IB ×?

由上可见，三极管是一种具有电流放大作用的模拟器件。

3 三极管的放大原理

以下用NPN三极管为例说明其内部载流子运动规律和电流放大

原理，

1、发射区向基区扩散电子：由于发射结处于正向偏置，发射区的多数载流子（自由电子）不断扩散到基区，并不断从电源补充进电子，形成发射极电流IE。

2、电子在基区扩散和复合：由于基区很薄，其多数载流子（空穴）浓度很低，所以从发射极扩散过来的电子只有很少部分可以和基区空穴复合，形成比较小的基极电流IB，而剩下的绝大部分电子都能扩散到集电结边缘。

3、集电区收集从发射区扩散过来的电子：由于集电结反向偏置，可将从发射区扩散到基区并到达集电区边缘的电子拉入集电区，从而形成较大的集电极电流IC。

4 三极管的输入输出特性

三极管的输入特性是指当集-射极电压UCE为常数时，基极电流IB与基-射极电压UBE之间的关系曲线。

对硅管而言，当UCE超过1V时，集电结已经达到足够反偏，可以把从发射区扩散到基区的电子中的绝大部分拉入集电区。如果此时再增大UCE ，只要UBE保持不变（从发射区发射到基区的电子数就一定）， IB也就基本不变。就是说，当UCE超过1V后的输入特性曲线基本上是重合的。

由图可见，和二极管的伏安特性一样，三极管的输入特性也有一段区，只有当UBE大于区电压时，三极管才会出现基极电流IB。通常硅管的区电压约为0.5V，锗管约为0.1V。在正常工作情况下，NPN型硅管的发射结电压UBE为0.6～0.7V，PNP型锗管的发射结电压UBE为-0.2～ -0.3V。

三极管的输出特性是指当基极电流IB一定时，集电极电流IC与集-射极电压UCE之间的关系曲线。在不同的IB下，可得出不同的曲线，所以三极管的输出特性是一组曲线。通常把输出特性曲线分为三个工作区：

1、放大区：输出特性曲线的近于水平部分是放大区。在放大区, IC ＝ IB ×?,由于在不同IB下电流放大系数近似相等，所以放大区也称为线性区。管要工作在放大区，发射结必须处于正向偏置，集电结则应处于反向偏置，对硅管而言应使UBE>0，UBC<0。

2、截止区： IB ＝ 0的曲线以下的区域称为截止区。实际上，对NPN硅管而言，当UBE＜0.5V时即已开始截止，但是为了使三极管可靠截止，常使UBE≤0V，此时发射结和集电结均处于反向偏置。

3、饱和区：输出特性曲线的陡直部分是饱和区，此时IB的变化对 IC的影响较小，放大区的?不再适用于饱和区 。在饱和区， UCE＜UBE，发射结和集电结均处于正向偏置。

你先看pnp管的箭头基极b其实就是开关，如果有个电流从发射极e流到基极b那么就等于打开了开关，然后电流就可以顺利从发射极e流到集电极c

可以百度查找

当发射极和集电极之间的电压处于在放大区内时，较小的基极电流的变化引起集电极电流成比例的较大变化，这就是三极管最基本的作用——电流放大作用，三极管其他的作用都是由此而来。

三极管分为三极：集电极发射极基极！在基极信号（小电压）在集电极接上负载（大电压）的负极，然后两个电流一并沿发射极流回负极，也就达到了放大了功能，说白了基极就是开关！

关于三极管你不需要从微观原理去探究它，对于使用者这完全没必要。

你只要知道，当三极管的工作状态是处于放大区内时，三极管的集电极电流和基极电流基本上成固定的比例关系，三极管的所谓放大功能，实际就是依靠这种固定的比例关系通过一个小的电流（基极电流去控制一个较大的电流（集电极电流）。

三极管的工作原理？

三极管也称为晶体三极管，可以说它是电子电路中最重要的器件。它最主要的功能是电流放大和开关作用。三极管顾名思义具有三个电极。二极管是由一个PN结构成的，而三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极(用字母b表示)。其他的两个电极成为集电极(用字母c表示)和发射极(用字母e表示)。由于不同的组合方式，形成了一种是NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管。

三极管的种类很多，并且不同型号各有不同的用途。三极管大都是塑料封装或金属封装，常见三极管的外观，有一个箭头的电极是发射极，箭头朝外的是NPN型三极管，而箭头朝内的是PNP型。实际上箭头所指的方向是电流的方向。

电子制作中常用的三极管有90××系列，包括低频小功率硅管9013(NPN)、9012(PNP)，低噪声管9014(NPN)，高频小功率管9018(NPN)等。它们的型号一般都标在塑壳上，而样子都一样，都是TO-92标准封装。在老式的电子产品中还能见到3DG6(低频小功率硅管)、3AX31(低频小功率锗管)等，它们的型号也都印在金属的外壳上。我国生产的晶体管有一套命名规则，电子工程技术人员和电子爱好者应该了解三极管符号的含义。

符号的部分“3”表示三极管。符号的第二部分表示器件的材料和结构：A——PNP型锗材料；B——NPN型锗材料；C——PNP型硅材料；D——NPN型硅材料。符号的第三部分表示功能：U——光电管；K——开关管；X——低频小功率管；G——高频小功率管；D——低频大功率管；A——高频大功率管。另外，3DJ型为场效应管，BT打头的表示半导体特殊元件。

其实完全可以用更简单通俗易懂的描述来理解三极管工作原理，举个形象点的例子说一下

三极管的基极可以看成是水龙头的阀门，集电极可以看成是水箱，发射极可以看成是供水管。拿这个例子来理解三极管工作原理就简单形象的多。如果阀门不开，自然不会流出水来，这就好比基极没电压自然也不会有电流流出，阀门开启一点，流出来的水流就会大很多，当阀门继续开大使得水流流出时，即便再继续开大阀门，流出来的水流也不会增大。

阀门不开时的状态可以理解为三极管截止状态，水流随阀门的变化增大时理解为三极管的放大状态，水流不变阀门可以还可以继续往大开时可以理解为三极管工作在饱和状态。

我们再回到三极管这个器件上来，描述一下输入电流和输出电流的关系与三极管的三种状态。

三极管就是一个电流放大器件，有输入电流才会有输出电流。且有输入电流后输出电流可以按不同放大倍数进行放大输出，不同型号三极管放大倍数不同。那么输入电流和输出电流的关系会出现以下三种情况，也同时对应着三极管的三种状态。

1、无输入电流自然也无输出电流 此时三极管理解为截止状态

2、有输入电流时，输出电流按一定倍数放大输出 此时三极管理解为放大状态

3、有输入电流时、输出电流小于或等于输入电流 此时三极管理解为饱和状态

三极管的三个电极为，基极、发射极、集电极，任意一个电极都可作为公共极，因此可以组成三种放大电路，共射极放大电路、共基极放大电路、共集电极放大电路。

其实完全可以用更简单通俗易懂的描述来理解三极管工作原理，举个形象点的例子说一下

三极管的基极可以看成是水龙头的阀门，集电极可以看成是水箱，发射极可以看成是供水管。拿这个例子来理解三极管工作原理就简单形象的多。如果阀门不开，自然不会流出水来，这就好比基极没电压自然也不会有电流流出，阀门开启一点，流出来的水流就会大很多，当阀门继续开大使得水流流出时，即便再继续开大阀门，流出来的水流也不会增大。

阀门不开时的状态可以理解为三极管截止状态，水流随阀门的变化增大时理解为三极管的放大状态，水流不变阀门可以还可以继续往大开时可以理解为三极管工作在饱和状态。

对于使用三极管的人来说，无须关注它内部载流子是如何运动的，只需知道它的外部特性就行了。三极管可能工作在三种状态，截止状态、放大状态和饱和状态。三极管通常用于两种目的：放大和开关。用做放大时，三极管工作在放大状态，做开关用时三极管工作在截止状态和饱和状态。设计线路时必须考虑，在做开关用时主要关注Vbe，以npn型硅管为例，当Vbe小于0.5v时，Ib为0,三极管处于截至状态，当Vbe在0.5到0.7v时处于放大状态，Ib的数值发生变化，就会引起Ic更大的变化，它与Ib的变化相比，就是三极管的电流放大倍数（即hfe）。当Vbe大于0.7v时，Ib虽然增加，但是Ic通路上的电阻，已限制了Ic不能再增加了，这时三极管处于饱和状态。

三极管的工作原理，其实和水龙头的类似，这样解释，很容易理解！

其实三极管的原理说复杂挺复杂，说简单挺简单。如果不是设计三极管，只是使用三极管的话，我们没必要知道它内部是如何工作的，只需知道它的外部表现就可以了。简单的说三极管只可能工作在三种状态，就是截至状态、放大状态和饱和状态。控制三极管在那种状态主要是由Vbe决定的，以硅管为例，当Vbe小于0.6v时处于截至状态，当Vbe在0.6到0.7v时处于放大状态，当Vbe大于0.7v时处于饱和状态。至于实际应用中让三极管处于什么状态，那就要看实际需要了。

动画形象解读三极管的工作原理