三极管的使用

   

三极管三极管,全称为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,是将两个pn结反向连接做成的,具有“放大”能力,分NPN型和PNP型两种类型。
三极管有三个引脚,分别为发射极(emitter,E)、基极(base,B)和集电极(collector,C)。基极是两个PN节的公用电极。
为了适应不同的用途,三极管的种类很多,大小、形状更是千奇百怪。
如图,三极管的符号分为两种,有一个箭头的电极是发射极,箭头朝外的是NPN型三极管,而箭头朝内的是PNP型。箭头所指的方向是电流的方向。

三极管在电路中的功能有:电流放大、电压放大、功率放大、混频、检波、开关电路、门电路、隔离电路、阻抗转换等。我比较常用的是电流放大和开关这两个作用。
现在,普遍来说,我们接触三极管之后学到的它的第一个功能就是对电流的放大作用,其实三极管对电流的放大作用并不是真正的放大,它是用基极小电流控制电源输出一个比基极大的电流,用电流表测试可知,输出电流比输入电流要大一些,这就是我们常说的放大的原因。
现在再来看三极管的开关作用就更加明了,如果把电流比作水,三极管就是一个水龙头,
进水管子是集电极,出水管子是发射极,旋钮开关就是基极,当把水管关闭的时候就不再流水,即三级管的截至态,当把开关旋到最大的时候,水流就会最大,即是饱和态。

电子制作中常用的三极管有90××系列,包括低频小功率硅管9013(NPN)、9012(PNP),低噪声管9014(NPN),高频小功率管9018(NPN)等。它们的型号一般都标在塑壳上,而样子都一样,都是TO-92标准封装。
三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。当三极管的基极上加一个微小的电流时,在集电极上可以得到一个是注入电流β倍的电流,即集电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化,并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化,这就是三极管的放大作用。

1,所有资料要么从具体电路,用电流表量出三极电流大小,比较后给出结论,根据那电流关系得出“三极管能放大”的结论。显然这个结果是三极管具有放大作用所导致的结果,并非是原因。
另个说明方法是从载流子运动过程:发射极发射,基区疏运和复合,集电结的吸收这么一个过程,用浓度梯度给出放大说明。这个结果也感觉不到“放大”过程,到底是怎么放大的,只是看到基极能控制少子的多少。
2,于是得出结论——三极管根本不具有放大作用,那为什么所有的人都这么说呢,包括外国人!后来查看外国文献资料突然发现一个戏剧性的意外,才恍然大悟!
原来,外国人说“三极管有放大作用”的时候,在放大这个词上是有个双引号(“”)的,一个符号之差,意思却相去甚远,比如两句话:1,你是个“好人”,2,你是个好人!前者可能是讥讽,反话,后者是表扬。
也就是说:最初“放大”这个词是形容词,是比喻比拟的意思,进去一小信号,出来一大信号,貌似“放大”了,而我们平常所说的放大却是动词,这是一个误解。
3,本人认为,三极管不具有放大作用,只是一个开关。想了好久想出一个比较形象贴切的比喻,大家都用过水龙头,三极管就象水龙头开关部分——水龙头出水的部分类似发射极,进水管子部分是集电极,而这基极就是这水龙头旋扭,左拧水小,右拧水大,开关拧到最左,最右对应于三极管中的截止和饱和态,中间是放大态。
可以看出:水龙头根本没有对水流“放大”。
4,有了好多大师级人物给我“撑腰”,包括日本的铃木雅臣,对于有的作者(比比皆是)画信号流程是从基极到集电极这种做法,有个建议:你可以这么画,但一定要读者说明实际并不是这样的,最好告诉读者真相。否则,你的“受业解祸”的善意会给读者的后续学习带来无尽的麻烦。因为一些观念根深蒂固就和会拒绝接受和该观念相冲的观点。这正如一个没学过经典物理的人直接学习量子物理会很容易,而学过了经典再学量子就会觉的很困难一样,因为两者观点相冲。

三极管只是一个控制能量转化的“开关”而已。
2.今天偶然看到本权威书籍<晶体之火>,我把晶体管发明人肖克利的个人笔记内容粘贴出来,证明我的以上理解绝不是有人认为的"胡说八道",而且比喻成"水龙头" 也是惊人的一致:

npn型三极管

三个接出来的端点依序称为发射极(emitter,E)、基极(base,B)和集电极(collector,C),名称来源和它们在三极管操作时的功能有关。

发射结正向偏置,发射区的多数载流子——自由电子不断通过发射区扩散到基区形成电子电流,其方向与电子电流运动方向相反。与此同时,基区的多数载流子—–空穴也扩散到发射区,形成空穴电流,但由于发射区杂质浓度比基区高很多(一般高几百倍),与电子电流相比,这部分空穴可以忽略不计从发射区扩散到基区的大量自由电子起初都聚集在发射结附近,靠近集电结的自由电子很少,形成了浓度上的差别,因而自由电子将向集电结方向继续扩散。在扩散的过程中不断与空穴(P型基区中的多数载流子)相遇而复合。由于基区接电源的正极,基区中的价电子不断被电源拉走,这相当于不断补充基区中被复合掉的空穴,形成空穴电流,它基本上等于基极电流。

在中途被复合掉的电子越多,扩散到集电结的电子就越少,这不利于三极管的放大。因此,基区一般做的很薄,掺杂浓度也很小,从而减少电子与基区空穴复合的机会,使绝大部分自有电子都能扩散到集电结边缘。

由于集电结反向偏置,集电结内电场增强,它对多数载流子的扩散运动器阻挡作用,阻挡集电区的自由电子向基区扩散,但可将从发射区扩散到基区并达到集电区边缘的自有电子拉入集电区,从而形成集电极电流。

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