PNP三極管工作原理詳情

三極管這類產品是我們日常生活中比較常見的一種產品，雖然用的不多，但是它的作用是很大的。對于一些沒接觸過它的人來說不知道pnp三極管的作用是什么，以及它的工作原理是怎么的，接下來小編就給大家介紹一下關于pnp三極管工作原理及它的一些基本知識。

一、pnp三極管的結構造型

晶體三極管是半導體的基本器材之一，主要作用是電流放大的作用，主要是電子電路的核心元件，它的功能就是電流放大和開關的作用；主要結構是半導體的基本片上制作兩個相近的PN結，然后再將正塊半導體分成三部分組成。

二、pnp三極管的工作原理

晶體三極管按照材料可以分為以下兩種，分別是鍺管和硅管，不管哪一種的結構形式，而我們使用最多的就是硅NPN和鍺PNP兩種三極管，其工作原理主要的是利用的半導體之間的連接進行集電工作。

對三極管放大作用的理解，切記一點：能量不會無緣無故的產生，所以，三極管一定不會產生能量，?但三極管厲害的地方在于：它可以通過小電流控制大電流。?放大的原理就在于：通過小的交流輸入，控制大的靜態直流。??

假設三極管是個大壩，這個大壩奇怪的地方是，有兩個閥門，一個大閥門，一個小閥門。小閥門可以用人力打開，大閥門很重，人力是打不開的，只能通過小閥門的?水力打開。所以，平常的工作流程便是，每當放水的時候，人們就打開小閥門，很小的水流涓涓流出，這涓涓細流沖擊大閥門的開關，大閥門隨之打開，洶涌的江水?滔滔流下。如果不停地改變小閥門開啟的大小，那么大閥門也相應地不停改變，假若能嚴格地按比例改變，那么，完美的控制就完成了。??

在這里，Ube就是小水流，Uce就是大水流，人就是輸入信號。當然，如果把水流比為電流的話，會更確切，因為三極管畢竟是一個電流控制元件。??

如果某一天，天氣很旱，江水沒有了，也就是大的水流那邊是空的。管理員這時候打開了小閥門，盡管小閥門還是一如既往地沖擊大閥門，并使之開啟，但因為沒有水流的存在，所以，并沒有水流出來。這就是三極管中的截止區。??

飽和區是一樣的，因為此時江水達到了很大很大的程度，管理員開的閥門大小已經沒用了。如果不開閥門江水就自己沖開了，這就是二極管的擊穿。??

在模擬電路中，一般閥門是半開的，通過控制其開啟大小來決定輸出水流的大小。沒有信號的時候，水流也會流，所以，不工作的時候，也會有功耗。??

而在數字電路中，閥門則處于開或是關兩個狀態。當不工作的時候，閥門是完全關閉的，沒有功耗。?

晶體三極管是一種電流控制元件。發射區與基區之間形成的PN結稱為發射結，而集電區與基區形成的PN結稱為集電結。晶體三極管按材料分常見的有兩種：鍺管?和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結構形式，使用最多的是硅NPN和PNP兩種，兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的，三極管工作在放大?區時，三極管發射結處于正偏而集電結處于反偏，集電極電流Ic受基極電流Ib的控?

制，Ic的變化量與Ib變化量之比稱作三極管的交流電流放大倍數β（β=ΔIc/ΔIb，Δ表示變化量。）在實際使用中常常利用三極管的電流放大作用，通過電阻轉變為電壓放大作用。??

要判斷三極管的工作狀態必須了解三極管的輸出特性曲線，輸出特性曲線表示Ic隨Uce的變化關系（以Ib為參數），從輸出特性曲線可見，它分為三個區域：截止區、放大區和飽和區。??

根據三極管發射結和集電結偏置情況，可以判別其工作狀態：??

對于NPN三極管，當Ube≤0時，三極管發射結處于反偏工作，則Ib≈0，三極管工作在截止區；

當晶體三極管發射結處于正偏而集電結處于反偏工作時，三極管工作在放大區，Ic隨Ib近似作線性變化；??

當發射結和集電結均處于正偏狀態時，三極管工作在飽和區，Ic基本上不隨Ib而變化，失去了放大功能。??

截止區和飽和區是三極管工作在開關狀態的區域。??

那么各種狀態Ube?Ubc?Uce有沒有個固定的電壓值呢？??

不同的材料，PN結的勢壘電壓不一樣，鍺管約0.3V，硅管約0.7V，不同的制造工藝，不同的型號也有少量差別，但是基本是這個量級。要知道準確值，必須查看輸入特性曲線（類似于二極管正向特性曲線）。??

三極管是電流放大器件，有三個極，分別叫做集電極C，基極B，發射極E。分成NPN和PNP兩種。我們僅以NPN三極管的共發射極放大電路為例來說明一下三極管放大電路的基本原理。

下面的分析僅對于NPN型硅三極管。如上圖所示，我們把從基極B流至發射極E的電流叫做基極電流Ib；把從集電極C流至發射極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射極的，所以發射極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（β一般遠大于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，那么根據電壓計算公式U=?R*I可以算得，這電阻上電壓就會發生很大的變化。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。??

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結的非線性（相當于一個二極管），基極電流必須在輸入電壓?大到一定程度后才能產生（對于硅管，常取0.7V）。當基極與發射極之間的電壓小于0.7V時，基極電流就可以認為是0。

但實際中要放大的信號往往遠比?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），那么當一個小信號跟這個偏置電流疊加在一起時，小?信號就會導致基極電流的變化，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，當輸入的基極電流變小時，集電極?電流就可以減小；當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。??

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。當基極電流的增大，不能使集電極電流繼續增大時，三極管就進入了飽和狀態。一般判斷三極管是否飽和的準則是：Ib*β〉Ic。?進入飽和狀態之后，三極管的集電極跟發射極之間的電壓將很小，可以理解為一個開關閉合了。這樣我們就可以拿三極管來當作開關使用：當基極電流為0時，三極?管集電極電流為0（這叫做三極管截止），相當于開關斷開；當基極電流很大，以至于三極管飽和時，相當于開關閉合。如果三極管主要工作在截止和飽和狀態，那?么這樣的三極管我們一般把它叫做開關管。??

如果我們在上面這個圖中，將電阻Rc換成一個燈泡，那么當基極電流為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β），三極管就飽和，相當于開關閉合，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）。??

對于PNP型三極管，分析方法類似，不同的地方就是電流方向跟NPN的剛好相反，因此發射極上面那個箭頭方向也反了過來——變成朝里的了。

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