三极管是一种控制电流的半导体器件,具有电流放大作用。三极管有三种工作状态,当处于放大状态时,具有电流放大功能,但是处于截止状态和饱和导通状态下,会失去电流放大作用。所以“无论在任何情况下,三极管都具有电流放大功能”这句话是错误的。
当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并处于某一恰当的值时,三极管的发射结正向偏置,集电结反向偏置,这时基极电流对集电极电流起着控制作用,使三极管具有电流放大作用,其电流放大倍数β=ΔIc/ΔIb,这时三极管处放大状态。
当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压,基极电流为零,集电极电流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用,集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,我们称三极管处于截止状态。
当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并当基极电流增大到一定程度时,集电极电流不再随着基极电流的增大而增大,而是处于某一定值附近不怎么变化,这时三极管失去电流放大作用,集电极与发射极之间的电压很小,集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。
扩展资料
晶体管诞生之前,人们已经有了电子管,或者叫真空管。电子管具有信号放大作用,但是毛病一箩筐——寿命低、体积大、可靠性差。所以,人们希望找到一种器件替代电子管。美国电话电报公司(AT&T)下属的贝尔实验室成了寻找路上的开路先锋。
贝尔实验室创建于1925年。是世界上规模最大的工业实验室。3600名工作人员中,有2000名是技术人员。1945年7月,二战临近结束,为了适应战后研究方向的调整,贝尔实验室进行了各个研究部门的改组。这次改组中,物理部门成立了3个研究小组,其中之一就是固体物理研究组。
该组又分为半导体和冶金两个小组,麻省理工大学博士肖克莱兼任半导体小组组长。他将小组的研究计划,定为研制“半导体放大器”。半导体是指常温下导电性能介于导体和绝缘体之间的材料,像硅和锗,就是常见的半导体材料。
1947年12月16日,摆在布拉顿和巴丁面前的,是一个多次改进后的、构筑在锗晶体之上的器件。锗晶体表面,用一根弹簧压着一个两边包裹着金箔的三角形塑料楔子。这两边的金箔,就是信号的输入端和输出端。就是它,在那天的实验中,成功放大了30%的输出功率和15倍的输出电压。
用现代标准来衡量,这点触式晶体管的原型实在太过质朴笨拙,但无可否认,它就是人类微电子革命的先声。在它之后,又有双极型、单极型晶体管和硅晶体管相继问世。“从移动计算到智能计算,当今时代的种种变化,都离不开电子信息系统。而晶体管,是其中最为基础的器件。
参考资料:百度百科-三极管
无论在任何情况下,三极管都具有电流放大功能这句话是错的。
因为三极管能够放大信号必须具备一定的外部条件,即给三极管的发射结加正向电压(习惯称正向偏置或正偏),集电结加反向电压(习惯称反向偏置或反偏)。三极管的主要应用分为两个方面。
一是工作在饱和与截止状态,用作晶体管开关;二是工作在放大状态,用作放大器。IB,IC基本不随UCE变化而变化,此时发射结正偏,集电结反偏。放大状态 : uB>0,发射结正偏,集电结反偏,iC=βiB。
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放大原理
1、发射区向基区发射电子
电源Ub经过电阻Rb加在发射结上,发射结正偏,发射区的多数载流子(自由电子)不断地越过发射结进入基区,形成发射极电流Ie。
同时基区多数载流子也向发射区扩散,但由于多数载流子浓度远低于发射区载流子浓度,可以不考虑这个电流,因此可以认为发射结主要是电子流。
2、基区中电子的扩散与复合
电子进入基区后,先在靠近发射结的附近密集,渐渐形成电子浓度差,在浓度差的作用下,促使电子流在基区中向集电结扩散,被集电结电场拉入集电区形成集电极电流Ic。
也有很小一部分电子(因为基区很薄)与基区的空穴复合,扩散的电子流与复合电子流之比例决定了三极管的放大能力。
3、集电区收集电子
由于集电结外加反向电压很大,这个反向电压产生的电场力将阻止集电区电子向基区扩散,同时将扩散到集电结附近的电子拉入集电区从而形成集电极主电流Icn。
另外集电区的少数载流子(空穴)也会产生漂移运动,流向基区形成反向饱和电流,用Icbo来表示,其数值很小,但对温度却异常敏感。
参考资料:百度百科-三极管