三極管的結構與工作原理和工作狀態

三極管是電子電路里重要組成部件，如果你是電子技術人員，需要對三極管無需做深入的學習。作為汽車維修技術人員，雖然無需對三極管進行全面的學習和實踐，但是需要理解三極管的基本畫法、原理和作用。將來在汽車電路及ECU中，出現三極管符合，能分析此三極管在此處的作用及代表的含義。本站整理了三極管的作用、結構原理、畫法、用法，對于從事汽車維修有重要的指導意義。

從二極管到三極管：三極管的結構

在學習二極管時，我們知道了本征半導體因為摻入雜質的不同而形成P型半導體和N型半導體；一塊P型半導體和一塊N型半導體接合，在結合面形成PN結，而一個PN結即構成一個二極管。

P型半導體和N型半導體組成的PN結即是一個二極管

三極管由三塊P型或N型半導體組成，常見的有PNP型三極管（即N型半導體在中間）和NPN型三極管（即P型半導體在中間）；

三極管由三個區（基區、集電區和發射區）及相應的三個引腳（基極、集電極和發射極）組成，依據這三個區的材料不同，分為PNP型三極管和NPN型三極管。先以NPN型三極管說明：

b（B）表示基極，c（C）表示集電極，e（E）代表發射極，基區和發射區之間的PN稱為發射結，基區和集電區之間的PN結稱為集電結。

二　以NPN型三極管說明三極管的工作原理和狀態：

三極管的作用可以描述為：利用三極管的放大作用，用基極的小電流去控制集電極的大電流。基極電流是誰提供的呢？注圖中的可調電源VBB和可調電阻RB。

常提到三極管有三個工作狀態：截止、放大和飽和。如何判斷三極管入于哪個工作狀態呢？

第一個問題：基極電流如何計算？

實際上利用的是最基本的歐姆原理：電流等于電壓除以電阻。基極電流iB＝（VBB－0.6）/RB。在這里，為什么要電壓要用（VBB－0.6）呢？因為三極管的基極B和發射極E之間本身就是一個PN結，也即是一個二極管，如果對于硅管，這0.6V就是這個PN結之間的導通電壓降。所以電阻RB上的電壓只有（VBB－0.6）。基極電流iB＝（VBB－0.6）/RB。

第二個問題：如何判斷三極管是否截止？

還要回到三極管的作用：利用基極的小電流去控制集電極的大電流。如果三極管沒有基極電流，自然就沒有了集電極電流，我們說三極管處于截止狀態，所以當輸入回路中基極電壓VBB小于PN結的死區電壓時，三極管處于截止狀態。

第三個問題：如果有了基極電流，集電極電流如何計算，三極管是放大還是飽和導通狀態？這個問題一直困擾了我很多年，當時一度懷疑歐姆定律在此不成立了。現在想來，真是大錯特錯了。

先假設VBB為1.6V，RB為100歐姆，三極管基極和發射極之間PN結的電壓降為0.6V，則基極電流為（1.6V-0.6V）/100，基極電流iB=0.01A； 三極管的放大倍數β＝100；那么集電極電流等于基極電流乘以放大倍數；此時集電極電流與電壓和電阻沒有關系了！

為什么會飽和導通？依據上面提到的，集電極電流等于基極電流乘以放大倍數，并且集電極電流與電壓和電阻沒有關系了。但是有一個問題，就是集電極電流最大能到多大，是不是隨著基極電流增大，而成倍的增大。

不可能！因為集電極電流最大是：電壓/電流；當達到這個最大電流時，即使基極電流再增大，集電極電流也不會再增大，此時三極管已不符合它的放大作用，我們將這一狀態稱為飽和導通狀態。

所以三極管工作時有三個狀態：

（1）截止狀態：即沒有基本電流，我們可以切斷基本電路，或者使基極電壓低于PN結的死區電壓，沒有基極電流；此時集電極和發射極之間相當于一個斷開的開關，稱為截止狀態；

（2）放大狀態：有了基極電流，在集電極電流達到最大之前，集電極電流等于基極電流乘以三極管的放大倍數，此時稱三極管處于放大狀態；

（3）飽和導通狀態：增大基極電流以致于集電極電流達到最大后，集電極電流已不受基極電流控制。三極管集電極和發射極之間相當于一個接通的開關，稱為飽和導通狀態。

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