形象生动地教会你《三极管》 _电流

三极管
一、概念/定义
1、是什么？
全称：半导体三极管/双极型晶体管/晶体三极管；（BJT）
是一种控制电流的半导体器件。
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。
2、能做什么？
作用1：放大电流（是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号）
作用2：开关（也用作无触点开关）
二、基本原理
1、工作过程分析：（以NPN举例）
（E发射极：高浓度 / B基极：很窄 / C集电极：普通浓度）
①给BE通电，电子将填充E区，同种电荷相斥，电子不断被推动，且不断被正极（也就是B区）吸引，电子就填充至空穴再回到电源正极，这就形成了回路。/整个过程也可以理解成是发射极正偏，因为P区电位＞N区电位。
②再给CE通电，C区是正极，所以会吸引电子过去，这样耗尽层就增大了，这就是集电极反偏，此时左侧接了两个电源的负极，会有很多的电子被挤进E区，再加上本身的负电荷浓度就高，当B区每出现一个空穴，就有大量的电子要抢占这个空穴，随着电子浓度越来越高，电子就会突破上面所说的耗尽层进入C区（也就是漂移运动），然后电子就会进入电源正极，形成回路。
③P区每出现一个空穴，就有β倍的电子从E区漂移到C区，所以说如果P区的空穴出现的越多，那漂移的电子也就越多（所以就能知道Ib×β= Ic），然后负极都在E区，那电流都是往那里流，（所以就是Ie = Ib + Ic）
2、正偏/反偏：
（1）正偏：
P区（+）的电压高于N区（-）的电压。
（2）正偏：
N区（-）的电压高于P区（+）的电压。
3、三个电极
（1）基极（Base）：
①基极电流Ib：从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib 。
（2）集电极（）：

文章插图
【形象生动地教会你《三极管》】②集电极电流Ic：把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic 。
（3）发射极（）：
③发射极电流Ie：所有流过发射极的电流
4、饱和状态
（简单说就是Ic达到最大值，无法继续增大）
因为电源是恒压源，看图3，而且电阻Rc是固定值，那么就会有最大电流为U/Rc，其中U为电源电压)，集电极电流是不能无限增加下去的。
当基极电流的增大，不能使集电极电流继续增大时，三极管就进入了饱和状态。一般判断三极管是否饱和的准则是：Ib× β＞ Ic 。（Ic有固定最大值，β也是固定值，Ib是由我们自己控制的，所以我能可以操控它达到它的饱和状态）进入饱和状态之后，三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小，可以理解为一个开关闭合了。这样我们就可以拿三极管来当作开关使用：当基极电流为0时，三极管集电极电流为0(这叫做三极管截止)，相当于开关断开;当基极电流很大，以至于三极管饱和时，相当于开关闭合。如果三极管主要工作在截止和饱和状态，那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。
（如果我们在图3中，将电阻Rc换成一个灯泡，那么当基极电流为0时，集电极电流为0，灯泡灭。如果基极电流比较大时(大于流过灯泡的电流除以三极管的放大倍数β)，三极管就饱和，相当于开关闭合，灯泡就亮了。由于控制电流只需要比灯泡电流的β分之一大一点就行了，所以就可以用一个小电流来控制一个大电流的通断。如果基极电流从0慢慢增加，那么灯泡的亮度也会随着增加(在三极管未饱和之前) 。）