晶體三極管,晶體三極管的三種工作狀態-KIA MOS管

三極管，也稱雙極型晶體管、晶體三極管，由兩個PN結組合而成，有兩種載流子參與導電，是一種電流控制電流源器件。其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號，也用作無觸點開關。晶體三極管主要應用于檢波、整流、放大、開關、穩壓、信號調制等。

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結把整塊半導體分成三部分，中間部分是基區，兩側部分是發射區和集電區，排列方式有PNP和NPN兩種。

三極管的結構

三極管的內部結構為兩個PN結，由三層半導體區形成的。三極管有三個電極、三個區、兩個PN結。

三個區：發射區、基區和集電區，特點是

(1) 基區很薄，且摻雜濃度低；

(2) 發射區摻雜濃度比基區和集電區高得多；

(3) 集電結的面積比發射結大。

兩個PN結：處在發射區和基區交界處的PN結稱為發射結；處在基區和集電區交界處的PN結稱為集電結。

三個電極：從三個區引出的引腳分別稱為發射極，基極和集電極，用符號e、b、c來表示。

按照晶體三極管擴散區半導體材料不同，可分為NPN型晶體三極管和PNP型晶體三極管，如圖1所示。

晶體三極管有三個摻雜不同的擴散區和兩個PN結，三端分別稱為發射極E(Emitter)、基極B(Base)和集電極C(Collector)。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。晶體管電路符號中的箭頭方向代表PN結的方向(即發射極的電流方向)。

采用平面工藝制成NPN型硅材料晶體三極管的結構如圖所示。

晶體三極管位于中間的P區域稱為基區，其區域很薄且雜質濃度很低;位于上層的N+區為發射區，摻雜濃度很高;位于下層的N和N+兩種摻雜的N區是集電區，面積很大。因此晶體三極管為非對稱器件且器件的外特性與三個區域的上述特點緊密相關。

晶體三極管的三種工作狀態

在數字電路中，三極管用作開關時工作在截止狀態和飽和狀態，依次來實現控制負載回路的目的。

三極管具有截止狀態、放大狀態和飽和狀態等三個狀態，這主要取決于三極管的PN結導通電壓。以NPN為例介紹。

截止狀態

當發射結的電壓小于PN結的導通電壓時，基極電流為零，流過集電極和發射極的電流為零，三極管不具有放大信號的作用,這時候集電極和發射極之間處于斷路狀態，這個狀態就成為三極管的截止狀態。三極管用作開關時，處于斷開狀態，就是工作在截止狀態。三極管的外形和工作區域如下圖所示。

放大狀態

當加在三極管發射結的電壓大于PN結的導通電壓，并處于某一恰當的值時，三極管的發射結正向偏置，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β＝ΔIc/ΔIb，這時三極管處放大狀態。

飽和導通狀態

當加在三極管發射結的電壓大于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，集電極與發射極之間的電壓很小，集電極和發射極之間相當于開關的導通狀態。三極管的這種狀態我們稱之為飽和導通狀態。

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