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1、什么是三极管

我们一般说三极管是特指：晶体三极管是双极型晶体管（BTJ Bipolat）的简称，具有电流放大和开关作用，是电子电路的核心组件。

晶体三极管的基本结构是由两个反向连接的PN结面，中间有一夹层组成的，因此，晶体三极管可有PNP和NPN两种类型，NPN型与PNP型两种晶体三极管的功能差别在于工作时的电流方向不同。晶体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）

狭义的三极管就是指BTJ 晶体三极管。

由三个电极组成的一种电子元件。有电子管三极管和半导体三极管两种。电子管三极管由屏极、栅极、阴极组成；半导体三极管由集电极、基极、发射极组成。

电子三极管 Triode 这个是英汉字典里面“三极管”这个词汇的唯一英文翻译，这是和电子三极管最早出现有关系的，所以先入为主，也是真正意义上的三极管这个词最初所指的物品。

因为最早是在电子管中使用，电子管三极管，沿用到晶体管之后，特指双极型晶体管三极管。但是广义的我们是否可以把三个电极的都可以称之为“三极管”，那广义的三极管包含的范畴有点大：

什么是三极管　（也称晶体管）在中文含义里面只是对三个引脚的放大器件的统称，我们常说的三极管，可能是如下几种器件。

虽然都叫三极管，其实在英文里面的说法是千差万别的，三极管这个词汇其实也是中文特有的一个象形意义上的的词汇。

电子三极管 Triode （俗称电子管的一种）

双极型晶体管 BJT （Bipolar Junction Transistor）

J型场效应管 JuncTIon gate FET（Field Effect Transistor）

金属氧化物半导体场效应晶体管 MOS FET （ Metal Oxide Semi-Conductor Field Effect Transistor）英文全称

V型槽场效应管 VMOS （VerTIcal Metal Oxide Semiconductor ）

注：这三者看上去都是场效应管，其实金属氧化物半导体场效应晶体管、V型槽沟道场效应管是单极（Unipolar）结构的，是和双极（Bipolar）是对应的，所以也可以统称为单极晶体管（Unipolar JuncTIon Transistor）。

其中J型场效应管是非绝缘型场效应管，MOS FET 和VMOS都是绝缘型的场效应管。

VMOS是在 MOS的基础上改进的一种大电流，高放大倍数（跨道）新型功率晶体管，区别就是使用了V型槽，使MOS管的放大系数和工作电流大幅提升，但是同时也大幅增加了MOS的输入电容，是MOS管的一种大功率改进型产品，但是结构上已经与传统的MOS发生了巨大的差异。VMOS只有增强型的而没有MOS所特有的耗尽型的MOS管。

所以我们一般约定俗成，在中文中“三极管”就是特指BJT，双极型晶体管（BTJ Bipolat）。

2、三极管的3种工作状态

以NPN三极管为例来说明三极管的小电流控制大电流的过程

发射区e的掺杂浓度最高（也就意味着有很多的载流子）。

集电区c的掺杂浓度低于发射区，但是面积大。

基区b很薄，只有几个到几十个微米，并且掺杂浓度最低。

关于半导体器件的载流子和PN结的相关知识请参考模拟电路基础。

三极管工作必要条件是

(a) 在B极和E极之间施加正向电压；

(b) 在C极和E极之间施加反向电压；

当三极管满足必要的工作条件后，其工作原理如下：

基极有电流流动时。由于B极和E极之间有正向电压，所以电子从发射极向基极移动，又因为C极和E极间施加了反向电压，因此，从发射极向基极移动的电子，在高电压的作用下，通过基极进入集电极。于是，在基极所加的正电压的作用下，发射极的大量电子被输送到集电极，产生很大的集电极电流。

三极管有3种工作状态，分别是截止状态、放大状态、饱和状态，有些朋友对这3种状态还不太理解。

三极管的截止状态，这应该是比较好理解的，当三极管的发射结反偏，集电结反偏时，三极管就会进入截止状态。

截止状态：这就相当于一个关紧了的水龙头，水龙头里的水是流不出来的。

小水不流，大水不通。

截止状态下，三极管各电极的电流几乎为0，集电极和发射极互不相通。

放大状态：当三极管发射结正偏，集电结反偏，三极管就会进入放大状态。

在放大状态下，三极管就相当于是一个受控制的水龙头，水龙头流出水流的大小受开关（基极）控制，开关拧大一点，流出的水就会大一点。

小水流起，大水跟着

也就是放大状态下，基极的电流大一点，集电极的电流也会跟着变大！并且ic与ib存在一定比例关系，ic = β ib，β是直流电流放大系数，表示三极管放大能力的大小。

饱和状态：当三极管发射结正偏，集电结正偏时，三极管工作在饱和状态。

在饱和状态下，三极管集电极电流ic的大小已经不受基极电流ib的控制，ic与ib不再成比例关系。

饱和状态下的三极管基极电流ib变大时，集电极电流ic也不会变大了，这就相当于水龙头的开关已经开得比较大了，开关再开大时，流出的水流也不会再变大了。

三极管在电路中的使用，通常可以作放大器件（工作在放大状态），还有就是作无触点开关来使用（工作在截止、饱和状态）。

3、三极管的外形与封装

晶体三极管的分类很多：

1、按结构可分为点接触型和面接触型；

2、按生产工艺分为合金型、扩散型和平面型等

3、依工作频率分为低频三极管、高频三极管和开关三极管；

4、依工作功率分为小功率三极管、中功率三极管和大功率三极管；

5、按其导电类型可分为PNP型和NPN型；

6、材料可分为锗管和硅管。

这里介绍一下锗三极管和硅三极管之间的区别。不管是锗管还是硅管，都有PNP型和NPN型两种导电类型，都有高频管和低频管、大功率管和小功率管。但它们在电气特性上还是有一定差距的。首先，锗管比硅管具有较低的起始工作电压，锗三极管的基极和发射极之间有0.2V~0.3V的电压即可开始工作，而硅三极管的基极和发射极之间有0.6V~0.7V的工作电压才能工作。其次，锗管比硅管具有较低的饱和压降，晶体管导通时，发射极和集电极之间的电压锗管比硅管更低。第三，硅管比锗管具有较小的漏电流和更平直的输出特性。

一般的管脚定义

4、三极管的技术参数

a、电流放大系数
1．共发射极电流放大系数
（1）共发射极直流电流放大系数，它表示三极管在共射极连接时，某工作点处直流电流IC与IB的比值，当忽略ICBO时

（2）共发射极交流电流放大系数β它表示三极管共射极连接、且UCE恒定时，集电极电流变化量ΔIC与基极电流变化量ΔIB之比，即

管子的β值大小时，放大作用差；β值太大时，工作性能不稳定。因此，一般选用β为30～80的管子。

2．共基极电流放大系数
共基极直流电流放大系数它表示三极管在共基极连接时，某工作点处IC与IE的比值。在忽略ICBO的情况下

（2）共基极交流电流放大系数α，它表示三极管作共基极连接时，在UCB恒定的情况下，IC和IE的变化量之比，即：

通常在ICBO很小时，与β，与α相差很小，因此，实际使用中经常混用而不加区别。

b、极间反向电流
1．集-基反向饱和电流ICBO
ICBO是指发射极开路，在集电极与基极之间加上一定的反向电压时，所对应的反向电流。它是少子的漂移电流。在一定温度下，ICBO是一个常量。随着温度的升高ICBO将增大，它是三极管工作不稳定的主要因素。在相同环境温度下，硅管的ICBO比锗管的ICBO小得多。
2．穿透电流ICEO
ICEO是指基极开路，集电极与发射极之间加一定反向电压时的集电极电流。ICEO与ICBO的关系为：
ICEO = ICBO＋ICBO＝（1＋）ICBO
该电流好象从集电极直通发射极一样，故称为穿透电流。ICEO和ICBO一样，也是衡量三极管热稳定性的重要参数。

c、频率参数

频率参数是反映三极管电流放大能力与工作频率关系的参数，表征三极管的频率适用范围。

1．共射极截止频率fβ
三极管的β值是频率的函数，中频段β=βo几乎与频率无关，但是随着频率的增高，β值下降。当β值下降到中频段

βO1/

倍时，所对应的频率，称为共射极截止频率，用fβ表示。

2．特征频率fT
当三极管的β值下降到β＝1时所对应的频率，称为特征频率。在fβ～fT的范围内，β值与f几乎成线性关系，f越高，β越小，当工作频率f＞fT，时，三极管便失去了放大能力。

d、极限参数

1．最大允许集电极耗散功率PCM
PCM是指三极管集电结受热而引起晶体管参数的变化不超过所规定的允许值时，集电极耗散的最大功率。当实际功耗Pc大于PCM时，不仅使管子的参数发生变化，甚至还会烧坏管子。PCM可由下式计算：
PCM＝ICUCE
当已知管子的PCM时，利用上式可以在输出特性曲线上画出PCM曲线。
2．最大允许集电极电流ICM
当IC很大时，β值逐渐下降。

一般规定在β值下降到额定值的2／3（或1／2）时所对应的集电极电流为ICM当IC＞ICM时，β值已减小到不实用的程度，且有烧毁管子的可能。

3．反向击穿电压BVCEO与BVCEO

BVCEO是指基极开路时，集电极与发射极间的反向击穿电压。

BVCBO是指发射极开路时，集电极与基极间的反向击穿电压。一般情况下同一管子的

BVCEO（0.5～0.8）BVCBO。三极管的反向工作电压应小于击穿电压的（1／2～1／3），以保证管子安全可靠地工作。

三极管的3个极限参数PCM、ICM、BVCEO和前面讲的临界饱和线、截止线所包围的区域，便是三极管安全工作的线性放大区。一般作放大用的三极管，均须工作于此区。

5、选型原则

行业发展总趋势为：小型化、表贴化，高频化，高效率化，集成化，绿色化。重点突出小型化和表贴化。

近年来，随着MOSFET的发展，在低功率高速开关领域，MOSFET正逐步替代三极管，行业主流厂家对三极管的研发投入也逐年减少，在芯片技术方面基本没有投入，器件的技术发展主要体现在晶圆工艺的升级（6inch wafer转8inch wafer）及封装小型化及表贴化上。另外，相对普通三极管，RF三极管的主要发展方向是低压电压供电，低噪声，高频及高效。

选型原则如下：

1）禁选处于生命周期末期的插件封装器件，如TO92

2）优选行业主流小型化表贴器件，如SOT23，STO323，SOT523等，对于多管应用，优先考虑双管封装如SOT363及SOT563

3）对于开关应用场景，优先考虑选用MOSFET

4）射频三极管优选低电压供电，低噪声，高频及高效器件。

6、三极管选型关键要素

三极管在电路中有放大和开关两种作用，目前在我司的电路中三极管主要起开关作用。在选择三极管的时候，从以下几个方面进行考虑：参数、封装、性能（低压降、低阻抗、高放大倍数、高开关效率）

1）参数的选择：三极管有很多参数，选型对于三极管的参数没有特殊的要求，需要关注的参数有Vceo、Vcbo、Vebo、Ic(av)、Pd、Hef。比较重要的参数是Vceo、Ic(av)，对于Vceo的值有时厂家会给Vces的值，不能用Vces的值作为Vceo，因为Vces=Vcbo>Vceo。如果器件的电压和电流值在降额后满足需求，Pd可以不用过多的去考虑（三极管做放大用、作电压线性转化以及三极管功率比较大的场合需要考虑Pd）。

在满足降额规范要求的前提下，考虑输出电流和相应的耗散功率，击穿电压大小，放大倍数等参数。同时，应尽量选用热阻小，允许结温高的器件。

2）封装：三极管的封装的发展趋势是小型化、表贴化、平脚化、无引脚化。

封装质量优劣的是用芯片面积与封装面积的比值来判断的，比值越接近1越好。目前三极管最小封装是sot883（DFN1006-3），优选封装有sot883、sot663、sot23、sot89、sot223、sot666。由于三极管的功率需求越来越小，所以小封装三极管是其引进的一个方向，在参数满足规格的前提下尽量选择小封装。

3）性能：选择低Vce（sat）的、低阻抗的器件。低饱和压降的器件，在选型时可以优先考虑。