三極管，全稱應為半導體三極管，也稱雙極型晶體管,晶體三極管,是一種電流控制電流的半導體器件.其作用是把微弱信號放大成輻值較大的電信號, 也用作無觸點開關。什么是三極管 （也稱晶體管）在中文含義里面只是對三個引腳的放大器件的統(tǒng)稱，我們常說的三極管，可能是 如圖所示的幾種器件，
可以看到，雖然都叫三極管，其實在英文里[1]面的說法是千差萬別的，三極管這個詞匯其實也是中文特有的一個象形意義上的的詞匯
電子三極管 Triode 這個是英漢字典里面“三極管”這個詞匯的唯一英文翻譯，這是和電子三極管最早出現(xiàn)有關系的，所以先入為主，也是真正意義上的三極管這個詞最初所指的物品。其余的那些被中文里叫做三極管的東西，實際翻譯的時候是絕對不可以翻譯成Triode的，否則就麻煩大咯，嚴謹?shù)恼f，在英文里面根本就沒有三個腳的管子這樣一個詞匯?。?！
電子三極管 Triode （俗稱電子管的一種）
雙極型晶體管 BJT （Bipolar Junction Transistor）
J型場效應管 Junction gate FET（Field Effect Transistor）
金屬氧化物半導體場效應晶體管 MOS FET ( Metal Oxide Semi-Conductor Field Effect Transistor)英文全稱
V型槽場效應管 VMOS （Vertical Metal Oxide Semiconductor ）
注：這三者看上去都是場效應管，其實結構千差萬別
J型場效應管 金屬氧化物半導體場效應晶體管 V溝道場效應管 是 單極（Unipolar）結構的，是和 雙極（Bipolar）是對應的，所以也可以統(tǒng)稱為單極晶體管（Unipolar Junction Transistor）
其中J型場效應管是非絕緣型場效應管，MOS FET 和VMOS都是絕緣型的場效應管
VMOS是在 MOS的基礎上改進的一種大電流，高放大倍數(shù)（跨道）新型功率晶體管，區(qū)別就是使用了V型槽，使MOS管的放大系數(shù)和工作電流大幅提升，但是同時也大幅增加了MOS的輸入電容，是MOS管的一種大功率改經(jīng)型產(chǎn)品，但是結構上已經(jīng)與傳統(tǒng)的MOS發(fā)生了巨大的差異。VMOS只有增強型的而沒有MOS所特有的耗盡型的MOS管】
三極管的發(fā)明
1947年12月23日，美國新澤西州墨累山的貝爾實驗室里，3位科學家——巴丁博士、布菜頓博士和肖克萊博士在緊張而又有條不紊地做著實驗。他們在導體電路中正在進行用半導體晶體把聲音信號放大的實驗。3位科學家驚奇地發(fā)現(xiàn)，在他們發(fā)明的器件中通過的一部分微量電流，竟然可以控制另一部分流過的大得多的電流，因而產(chǎn)生了放大效應。這個器件，就是在科技史上具有劃時代意義的成果——晶體管。因它是在圣誕節(jié)前夕發(fā)明的，而且對人們未來的生活發(fā)生如此巨大的影響，所以被稱為“獻給世界的圣誕節(jié)禮物”。另外這３位科學家因此共同榮獲了1956年諾貝爾物理學獎。
晶體管促進并帶來了“固態(tài)革命”，進而推動了全球范圍內(nèi)的半導體電子工業(yè)。作為主要部件，它及時、普遍地首先在通訊工具方面得到應用，并產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益。由于晶體管徹底改變了電子線路的結構，集成電路以及大規(guī)模集成電路應運而生，這樣制造像高速電子計算機之類的高精密裝置就變成了現(xiàn)實。
2工作原理
晶體三極管（以下簡稱三極管）按材料分有兩種：鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結構形式，但使用最多的是硅NPN和鍺PNP兩種三極管，（其中，N表示在高純度硅中加入磷，是指取代一些硅原子，在電壓刺激下產(chǎn)生自由電子導電，而p是加入硼取代硅，產(chǎn)生大量空穴利于導電）。兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的，下面僅介紹NPN硅管的電流放大原理。
對于NPN管，它是由2塊N型半導體中間夾著一塊P型半導體所組成，發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的PN結稱為發(fā)射結,而集電區(qū)與基區(qū)形成的PN結稱為集電結,三條引線分別稱為發(fā)射極e、基極b和集電極c。
當b點電位高于e點電位零點幾伏時，發(fā)射結處于正偏狀態(tài)，而C點電位高于b點電位幾伏時，集電結處于反偏狀態(tài)，集電極電源Ec要高于基極電源Ebo。
在制造三極管時，有意識地使發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子濃度大于基區(qū)的，同時基區(qū)做得很薄，而且，要嚴格控制雜質(zhì)含量，這樣，一旦接通電源后，由于發(fā)射結正偏，發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子（電子）及基區(qū)的多數(shù)載流子（空穴）很容易地越過發(fā)射結互相向?qū)Ψ綌U散，但因前者的濃度基大于后者，所以通過發(fā)射結的電流基本上是電子流，這股電子流稱為發(fā)射極電流了。
由于基區(qū)很薄,加上集電結的反偏，注入基區(qū)的電子大部分越過集電結進入集電區(qū)而形成集電集電流Ic，只剩下很少（1-10%）的電子在基區(qū)的空穴進行復合，被復合掉的基區(qū)空穴由基極電源Eb重新補給，從而形成了基極電流Ibo.根據(jù)電流連續(xù)性原理得：
Ie=Ib+Ic
這就是說，在基極補充一個很小的Ib，就可以在集電極上得到一個較大的Ic，這就是所謂電流放大作用，Ic與Ib是維持一定的比例關系，即：
β1=Ic/Ib
式中：β1--稱為直流放大倍數(shù)，
集電極電流的變化量△Ic與基極電流的變化量△Ib之比為：
β= △Ic/△Ib
式中β--稱為交流電流放大倍數(shù)，由于低頻時β1和β的數(shù)值相差不大，所以有時為了方便起見，對兩者不作嚴格區(qū)分，β值約為幾十至一百多。
三極管是一種電流放大器件，但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?yōu)殡妷悍糯笞饔谩?/span>
三極管放大時管子內(nèi)部的工作原理
1、發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子
電源Ub經(jīng)過電阻Rb加在發(fā)射結上，發(fā)射結正偏，發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子(自由電子）不斷地越過發(fā)射結進入基區(qū)，形成發(fā)射極電流Ie。同時基區(qū)多數(shù)載流子也向發(fā)射區(qū)擴散，但由于多數(shù)載流子濃度遠低于發(fā)射區(qū)載流子濃度，可以不考慮這個電流，因此可以認為發(fā)射結主要是電子流。
2、基區(qū)中電子的擴散與復合
電子進入基區(qū)后，先在靠近發(fā)射結的附近密集，漸漸形成電子濃度差，在濃度差的作用下，促使電子流在基區(qū)中向集電結擴散，被集電結電場拉入集電區(qū)形成集電極電流Ic。也有很小一部分電子（因為基區(qū)很薄）與基區(qū)的空穴復合，擴散的電子流與復合電子流之比例決定了三極管的放大能力。
3、集電區(qū)收集電子
由于集電結外加反向電壓很大，這個反向電壓產(chǎn)生的電場力將阻止集電區(qū)電子向基區(qū)擴散，同時將擴散到集電結附近的電子拉入集電區(qū)從而形成集電極主電流Icn。另外集電區(qū)的少數(shù)載流子（空穴）也會產(chǎn)生漂移運動，流向基區(qū)形成反向飽和電流，用Icbo來表示，其數(shù)值很小，但對溫度卻異常敏感。
3三極管的分類:
a.按材質(zhì)分: 硅管、鍺管
b.按結構分: NPN 、 PNP。如圖所示
。
c.按功能分: 開關管、功率管、達林頓管、光敏管等.
貼片三極管
d. 按功率分：小功率管、中功率管、大功率管
e.按工作頻率分：低頻管、高頻管、超頻管
f.按結構工藝分：合金管、平面管
g.按安裝方式:插件三極管、貼片三極管
插件三極管
4三極管的主要參數(shù)
a. 特征頻率fT
:當f= fT時,三極管完全失去電流放大功能.如果工作頻率大于fT,電路將不正常工作.
b. 工作電壓/電流
用這個參數(shù)可以指定該管的電壓電流使用范圍.
c. hFE
電流放大倍數(shù).
d. VCEO
集電極發(fā)射極反向擊穿電壓,表示臨界飽和時的飽和電壓.
e. PCM
最大允許耗散功率.
f. 封裝形式
指定該管的外觀形狀,如果其它參數(shù)都正確，封裝不同將導致組件無法在電路板上實現(xiàn).
5判斷基極和三極管的類型
三極管的腳位判斷，三極管的腳位有兩種封裝排列形式，如右圖：
三極管是一種結型電阻器件，它的三個引腳都有明顯的電阻數(shù)據(jù)，測試時（以數(shù)字萬用表為例，紅筆+，黒筆-）我們將測試檔位切換至 二極管檔 （蜂鳴檔）.
正常的NPN結構三極管的基極（B）對集電極（C）、發(fā)射極（E）的正向電阻是430Ω-680Ω（根據(jù)型號的不同，放大倍數(shù)的差異，這個值有所不同）反向電阻無窮大；正常的PNP 結構的三極管的基極（B）對集電極（C）、發(fā)射極（E）的反向電阻是430Ω-680Ω，正向電阻無窮大。集電極C對發(fā)射極E在不加偏流的情況下，電阻為無窮大?；鶚O對集電極的測試電阻約等于基極對發(fā)射極的測試電阻，通常情況下，基極對集電極的測試電阻要比基極對發(fā)射極的測試電阻小5-100Ω左右（大功率管比較明顯），如果超出這個值，這個元件的性能已經(jīng)變壞，請不要再使用。如果誤使用于電路中可能會導致整個或部分電路的工作點變壞，這個元件也可能不久就會損壞，大功率電路和高頻電路對這種劣質(zhì)元件反應比較明顯。
盡管封裝結構不同，但與同參數(shù)的其它型號的管子功能和性能是一樣的，不同的封裝結構只是應用于電路設計中特定的使用場合的需要。
要注意有些廠家生產(chǎn)一些不規(guī)范元件，例如C945正常的腳位是BCE，但有的廠家出的此元件腳位排列卻是EBC，這會造成那些粗心的工作人員將新元件在未檢測的情況下裝入電路，導致電路不能工作，嚴重時燒毀相關聯(lián)的元器件，比如電視機上用的開關電源。
在我們常用的萬用表中，測試三極管的腳位排列圖：
先假設三極管的某極為“基極”,將黑表筆接在假設基極上,再將紅表筆依次接到其余兩個電極上,若兩次測得的電阻都大(約幾K到幾十K),或者都小(幾百至幾K),對換表筆重復上述測量,若測得兩個阻值相反(都很小或都很大),則可確定假設的基極是正確的,否則另假設一極為“基極”,重復上述測試,以確定基極.
當基極確定后,將黑表筆接基極,紅表筆筆接其它兩極若測得電阻值都很少,則該三極管為NPN,反之為PNP.
判斷集電極C和發(fā)射極E,以NPN為例:
把黑表筆接至假設的集電極C,紅表筆接到假設的發(fā)射極E,并用手捏住B和C極,讀出表頭所示C,E電阻值,然后將紅,黑表筆反接重測.若第一次電阻比第二次小,說明原假設成立.
三極管的結構和類型
晶體三極管，是半導體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導體基片上制作兩個相距很近的PN結，兩個PN結把正塊半導體分成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，排列方式有PNP和NPN兩種，
從三個區(qū)引出相應的電極，分別為基極b發(fā)射極e和集電極c。
發(fā)射區(qū)和基區(qū)之間的PN結叫發(fā)射結，集電區(qū)和基區(qū)之間的PN結叫集電極?；鶇^(qū)很薄，而發(fā)射區(qū)較厚，雜質(zhì)濃度大，PNP型三極管發(fā)射區(qū)"發(fā)射"的是空穴，其移動方向與電流方向一致，故發(fā)射極箭頭向里；NPN型三極管發(fā)射區(qū)"發(fā)射"的是自由電子，其移動方向與電流方向相反，故發(fā)射極箭頭向外。發(fā)射極箭頭向外。發(fā)射極箭頭指向也是PN結在正向電壓下的導通方向。硅晶體三極管和鍺晶體三極管都有PNP型和NPN型兩種類型。
三極管的封裝形式和管腳識別
常用三極管的封裝形式有金屬封裝和塑料封裝兩大類，引腳的排列方式具有一定的規(guī)律，
底視圖位置放置，使三個引腳構成等腰三角形的頂點上，從左向右依次為e b c；對于中小功率塑料三極管按圖使其平面朝向自己，三個引腳朝下放置，則從左到右依次為e b c。
目前，國內(nèi)各種類型的晶體三極管有許多種，管腳的排列不盡相同，在使用中不確定管腳排列的三極管，必須進行測量確定各管腳正確的位置，或查找晶體管使用手冊，明確三極管的特性及相應的技術參數(shù)和資料。
晶體三極管的電流放大作用
晶體三極管具有電流放大作用，其實質(zhì)是三極管能以基極電流微小的變化量來控制集電極電流較大的變化量。這是三極管最基本的和最重要的特性。我們將ΔIc/ΔIb的比值稱為晶體三極管的電流放大倍數(shù)，用符號“β”表示。電流放大倍數(shù)對于某一只三極管來說是一個定值，但隨著三極管工作時基極電流的變化也會有一定的改變。
晶體三極管的三種工作狀態(tài)
截止狀態(tài)：當加在三極管發(fā)射結的電壓小于PN結的導通電壓，基極電流為零，集電極電流和發(fā)射極電流都為零，三極管這時失去了電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間相當于開關的斷開狀態(tài)，我們稱三極管處于截止狀態(tài)。
放大狀態(tài)：當加在三極管發(fā)射結的電壓大于PN結的導通電壓，并處于某一恰當?shù)闹禃r，三極管的發(fā)射結正向偏置，集電結反向偏置，這時基極電流對集電極電流起著控制作用，使三極管具有電流放大作用，其電流放大倍數(shù)β＝ΔIc/ΔIb，這時三極管處放大狀態(tài)。
飽和導通狀態(tài)：當加在三極管發(fā)射結的電壓大于PN結的導通電壓，并當基極電流增大到一定程度時，集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是處于某一定值附近不怎么變化，這時三極管失去電流放大作用，集電極與發(fā)射極之間的電壓很小，集電極和發(fā)射極之間相當于開關的導通狀態(tài)。三極管的這種狀態(tài)我們稱之為飽和導通狀態(tài)。
根據(jù)三極管工作時各個電極的電位高低，就能判別三極管的工作狀態(tài)，因此，電子維修人員在維修過程中，經(jīng)常要拿多用電表測量三極管各腳的電壓，從而判別三極管的工作情況和工作狀態(tài)。
使用多用電表檢測三極管
三極管基極的判別：根據(jù)三極管的結構示意圖，我們知道三極管的基極是三極管中兩個PN結的公共極，因此，在判別三極管的基極時，只要找出兩個PN結的公共極，即為三極管的基極。具體方法是將多用電表調(diào)至電阻擋的R×1k擋，先用紅表筆放在三極管的一只腳上，用黑表筆去碰三極管的另兩只腳，如果兩次全通，則紅表筆所放的腳就是三極管的基極。如果一次沒找到，則紅表筆換到三極管的另一個腳，再測兩次；如還沒找到，則紅表筆再換一下，再測兩次。如果還沒找到，則改用黑表筆放在三極管的一個腳上，用紅表筆去測兩次看是否全通，若一次沒成功再換。這樣最多沒量12次，總可以找到基極。
三極管類型的判別： 三極管只有兩種類型，即PNP型和NPN型。判別時只要知道基極是P型材料還N型材料即可。當用多用電表R×1k擋時，黑表筆代表電源正極，如果黑表筆接基極時導通，則說明三極管的基極為P型材料，三極管即為NPN型。如果紅表筆接基極導通，則說明三極管基極為N型材料，三極管即為PNP型。
三極管的基本放大電路
基本放大電路是放大電路中最基本的結構，是構成復雜放大電路的基本單元。它利用雙極型半導體三極管輸入電流控制輸出電流的特性，或場效應半導體三極管輸入電壓控制輸出電流的特性，實現(xiàn)信號的放大。本章基本放大電路的知識是進一步學習電子技術的重要基礎。
基本放大電路一般是指由一個三極管或場效應管組成的放大電路。從電路的角度來看，可以將基本放大電路看成一個雙端口網(wǎng)絡。放大的作用體現(xiàn)在如下方面：
1．放大電路主要利用三極管或場效應管的控制作用放大微弱信號，輸出信號在電壓或電流的幅度上得到了放大，輸出信號的能量得到了加強。
2．輸出信號的能量實際上是由直流電源提供的，只是經(jīng)過三極管的控制，使之轉換成信號能量，提供給負載。
共射組態(tài)基本放大電路的組成
共射組態(tài)基本放大電路是輸入信號加在加在基極和發(fā)射極之間，耦合電容器C1和Ce視為對交流信號短路。輸出信號從集電極對地取出，經(jīng)耦合電容器C2隔除直流量，僅將交流信號加到負載電阻RL之上。放大電路的共射組態(tài)實際上是指放大電路中的三極管是共射組態(tài)。
在輸入信號為零時，直流電源通過各偏置電阻為三極管提供直流的基極電流和直流集電極電流，并在三極管的三個極間形成一定的直流電壓。由于耦合電容的隔直流作用，直流電壓無法到達放大電路的輸入端和輸出端。
當輸入交流信號通過耦合電容C1和Ce加在三極管的發(fā)射結上時，發(fā)射結上的電壓變成交、直流的疊加。放大電路中信號的情況比較復雜，各信號的符號規(guī)定如下：由于三極管的電流放大作用，ic要比ib大幾十倍，一般來說，只要電路參數(shù)設置合適，輸出電壓可以比輸入電壓高許多倍。uCE中的交流量 有一部分經(jīng)過耦合電容到達負載電阻，形成輸出電壓。完成電路的放大作用。
由此可見，放大電路中三極管集電極的直流信號不隨輸入信號而改變，而交流信號隨輸入信號發(fā)生變化。在放大過程中，集電極交流信號是疊加在直流信號上的，經(jīng)過耦合電容，從輸出端提取的只是交流信號。因此，在分析放大電路時，可以采用將交、直流信號分開的辦法，可以分成直流通路和交流通路來分析。
放大電路的組成原則：
1．保證放大電路的核心器件三極管工作在放大狀態(tài)，即有合適的偏置。也就是說發(fā)射結正偏，集電結反偏。
2．輸入回路的設置應當使輸入信號耦合到三極管的輸入電極，形成變化的基極電流，從而產(chǎn)生三極管的電流控制關系，變成集電極電流的變化。
3．輸出回路的設置應該保證將三極管放大以后的電流信號轉變成負載需要的電量形式（輸出電壓或輸出電流）。
三極管的符號
中間橫線是基極B，另一斜線是集電極C，箭頭的是發(fā)射極E。
測判三極管的口訣
三極管的管型及管腳的判別是電子技術初學者的一項基本功，為了幫助讀者迅速掌握測判方法，筆者總結出四句口訣：“三顛倒，找基極；PN結，定管型；順箭頭，偏轉大；測不準，動嘴巴?！毕旅孀屛覀冎鹁溥M行解釋吧。
1： 三顛倒，找基極
大家知道，三極管是含有兩個PN結的半導體器件。根據(jù)兩個PN結連接方式不同，可以分為NPN型和PNP型兩種不同導電類型的三極管。
測試三極管要使用萬用電表的歐姆擋，并選擇R×100或R×1k擋位。圖2繪出了萬用電表歐姆擋的等效電路。紅表筆所連接的是表內(nèi)電池的負極，黑表筆則連接著表內(nèi)電池的正極。
假定我們并不知道被測三極管是NPN型還是PNP型，也分不清各管腳是什么電極。測試的第一步是判斷哪個管腳是基極。這時，我們?nèi)稳蓚€電極(如這兩個電極為1、2)，用萬用電表兩支表筆顛倒測量它的正、反向電阻，觀察表針的偏轉角度；接著，再取1、3兩個電極和2、3兩個電極，分別顛倒測量它們的正、反向電阻，觀察表針的偏轉角度。在這三次顛倒測量中，必然有兩次測量結果相近：即顛倒測量中表針一次偏轉大，一次偏轉?。皇Ｏ乱淮伪厝皇穷嵉箿y量前后指針偏轉角度都很小，這一次未測的那只管腳就是我們要尋找的基極。
2：PN結，定管型
找出三極管的基極后，我們就可以根據(jù)基極與另外兩個電極之間PN結的方向來確定管子的導電類型。將萬用表的黑表筆接觸基極，紅表筆接觸另外兩個電極中的任一電極，若表頭指針偏轉角度很大，則說明被測三極管為NPN型管；若表頭指針偏轉角度很小，則被測管即為PNP型。
3：順箭頭，偏轉大
找出了基極b，另外兩個電極哪個是集電極c，哪個是發(fā)射極e呢?這時我們可以用測穿透電流ICEO的方法確定集電極c和發(fā)射極e。
(1) 對于NPN型三極管，穿透電流的測量電路。根據(jù)這個原理，用萬用電表的黑、紅表筆顛倒測量兩極間的正、反向電阻Rce和Rec，雖然兩次測量中萬用表指針偏轉角度都很小，但仔細觀察，總會有一次偏轉角度稍大，此時電流的流向一定是：黑表筆→c極→b極→e極→紅表筆，電流流向正好與三極管符號中的箭頭方向一致順箭頭，所以此時黑表筆所接的一定是集電極c，紅表筆所接的一定是發(fā)射極e。
(2) 對于PNP型的三極管，道理也類似于NPN型，其電流流向一定是：黑表筆→e極→b極→c極→紅表筆，其電流流向也與三極管符號中的箭頭方向一致，所以此時黑表筆所接的一定是發(fā)射極e，紅表筆所接的一定是集電極c。
4：測不出，動嘴巴
若在“順箭頭，偏轉大”的測量過程中，若由于顛倒前后的兩次測量指針偏轉均太小難以區(qū)分時，就要“動嘴巴”了。具體方法是：在“順箭頭，偏轉大”的兩次測量中，用兩只手分別捏住兩表筆與管腳的結合部，用嘴巴含住(或用舌頭抵住)基電極b，仍用“順箭頭，偏轉大”的判別方法即可區(qū)分開集電極c與發(fā)射極e。其中人體起到直流偏置電阻的作用，目的是使效果更加明顯。 [2]
三極管的哲學意義：
三極管是人類最偉大的發(fā)明，諾貝爾獎也無法呈現(xiàn)出“他”巨大的歷史意義，看似簡單又極其普通的信號放大功能，本質(zhì)上是連接了“意識”與“行為”，而此正是生命的特征。可以說三極管的發(fā)明標識著人類具備了只有上帝才擁有的創(chuàng)造生命的能力。
三極管的工作原理
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(fā)射極E。分成NPN和PNP兩種。我們僅以NPN三極管的共發(fā)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。
