三极管，全称应该是半导体三极管，又称双极晶体管、晶体管，是一种电流控制的半导体器件。它的作用是将微弱的信号放大成幅度较大的电信号，也用作无触点开关。下面是三极管的工作原理。让我们和边肖一起看看不知道的朋友吧。
三极管的工作原理
一、电流放大
以下分析仅针对NPN硅三极管。我们把从基极B流到发射极E的电流称为基极电流Ib；从集电极C流到发射极E的电流称为集电极电流Ic。两个电流都从发射极流出，因此发射极E上用一个箭头来指示电流的方向。三极管的放大作用是集电极电流受基极电流控制(假设电源能给集电极提供足够的电流)，基极电流的小变化会引起集电极电流的大变化。并且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化是基极电流变化的β倍，即电流的变化被放大了β倍，所以我们称β为三极管的放大倍数(β一般远大于1，例如几十或几百)。如果我们在基极和发射极之间加一个小的变化信号，就会引起基极电流Ib的变化。Ib的变化被放大后，导致Ic的变化很大。如果集电极电流Ic流过一个电阻R，那么根据电压计算公式U=R*I，这个电阻上的电压会发生很大的变化。我们取出该电阻上的电压，得到放大的电压信号。
二。偏置电路
在实际放大电路中使用三极管时，需要加入适当的偏置电路。这有几个原因。首先，由于三极管BE(相当于一个二极管)的结的非线性，只有当输入电压大到一定程度(通常是0.7V的硅管)才能产生基极电流。当基极和发射极之间的电压小于0.7V时，基极电流可以认为是0。但实际上，要放大的信号往往比0.7V小得多，如果不加偏置，这么小的信号不足以引起基极电流的变化(因为当小于0.7V时，基极电流全为0)。如果我们事先给三极管的基极施加一个合适的电流(称为偏置电流，上图中的电阻Rb是用来提供这个电流的，所以称为基极偏置电阻)，那么，当一个小信号与这个偏置电流叠加时，这个小信号就会导致基极电流的变化，这个电流就会被放大，在集电极上输出。另一个原因是输出信号范围的要求。如果没有偏置，只有增大的信号会被放大，而减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0，所以不能再减小了)。有了偏置，集电极必须预先有一定的电流。当输入基极电流增加时，集电极电流增加，从而减小的信号和增大的信号都可以被放大。
三。切换功能
先说三极管的饱和。如上图所示，由于电阻Rc的限制，集电极电流不可能无限增大(Rc为固定值，则最大电流为U/Rc，其中U为电源电压)。当基极电流增大，集电极电流不能继续增大时，三极管进入饱和状态。一般判断三极管是否饱和的标准是IB * β > IC。进入饱和状态后，三极管的集电极和发射极之间的电压会很小，可以理解为开关闭合。这样，我们就可以把三极管当作一个开关:当基极电流为0时，三极管的集电极电流为0(这叫三极管截止)，相当于开关关断；当基极电流高到三极管饱和时，相当于闭合了开关。如果三极管主要工作在关断状态和饱和状态，那么这样的三极管一般称为开关管。
四。工作状态
如果我们把电阻Rc换成上图中的灯泡，那么当基极电流为0时，集电极电流为0，灯泡熄灭。如果基极电流比较大(大于流过灯泡的电流除以三极管的放大倍数β)，三极管就会饱和，相当于闭合了开关，灯泡就亮了。由于控制电流只需要比灯泡电流的一半稍大一点，所以可以用小电流来控制大电流。
三极管开关电路工作原理
开关晶体管电路由开关晶体管VT、电机M、控制开关S、基本限流电阻R和电源GB组成。采用小功率的VT NPN硅管8050，其最大允许集电极电流ICM可达1.5A，以满足电机启动电流的要求。m选择一个工作电压为3V的小DC电机，对应的电源GB为3V。
如何确定基于VT的限流电阻R？
根据三极管开关电路的电流分配功能，可以向基极输入微弱的电流IB，从而控制集电极电流IC发生强烈的变化。
假设VT电流放大系数hfe≈250，电机启动时集电极电流IC=1.5A，经过计算，使三极管饱和导通所需的基极电流IB≥(1500mA/250)×2=12mA。
在图1的电路中，电机空带负载时的运行电流约为500mA。此时电源(由两节5号电池供电)电压降至2.4V，VT基极与发射极间电压VBE≈0.9v。
根据欧姆定律，VT基限流电阻r = (2.4-0.9) v/12ma ≈ 0.13kω。考虑到IC中VT较大时，hfe要降低，电阻值R要更小，所以实际上是100ω。
为了更可靠地启动电机，R甚至可以降低到51ω。调试三极管开关电路时，打开控制开关S，电机应能自行启动。测量VT ≤ 0.35 V的集电极和发射极之间的电压VCE，说明三极管饱和导通，三极管开关电路工作正常，否则VT会过热损坏。
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