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三極管，全稱應(yīng)為半導(dǎo)體三極管，也稱雙極型晶體管、晶體三極管，是一種控制電流的半導(dǎo)體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(guān)。晶體三極管，是半導(dǎo)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(dǎo)體基片上制作兩個相距很近的PN結(jié)，兩個PN結(jié)把整塊半導(dǎo)體分成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，排列方式有PNP和NPN兩種。

本文主要是關(guān)于大功率三極管的相關(guān)介紹，并著重對大功率三極管的結(jié)構(gòu)、作用及其分類進(jìn)行了詳盡的闡述。

大功率三極管

大功率三極管一般是指耗散功率大于1w的三極管。可廣泛應(yīng)用于高、中、低頻功率放大、開關(guān)電路，穩(wěn)壓電路，模擬計算機(jī)功率輸出電路。

功率三極管的結(jié)構(gòu)

常見的大功率三極管外形如圖所示。它們的特點是工作電流大，而且體積也大，各電極的引線較粗而硬，集電極引線與金屬外殼或散熱片相連。這樣金屬外殼就是管子的集電極，塑封三極管的自帶散熱片也就成為集電極了。

大功率三極管的分類

大功率三極管根據(jù)其特征頻率的不同分為高頻大功率三極管（f（t）》3mhz）和低頻大功率三極管 （f（t）《（3mhz）。 　常用的高頻大功率三極管有3da87、3dal51、3dal52、3da88、3dag3、3da30、3dal4、3da41、3dal、3da2、3da3等。 　常用的低頻大功率三極管有：3ddl2、3ddl3、3ddl4、3ddl5、3dd50、3ddl00、3dd52、3ddlo2、3dd205、3dd207、3dd301、3cd6、3cd3o、dd0l、dd03等。

大功率三極管的應(yīng)用

高頻大功率三極管主要用于功率驅(qū)動電路、功率放大電路、通信電路的設(shè)備中。低頻大功率三極管的用途很廣泛，如電視機(jī)、擴(kuò)音機(jī)、音響設(shè)備的低頻功率放大電路、穩(wěn)壓電源電路、開關(guān)電路等。

大功率三極管的檢測

利用萬用表檢測中、 小功率三極管的極性、 管型及性能的各種方法， 對檢測大功率三極管來說基本上適用。 但是， 由于大功率三極管 —2— 的工作電流比較大， 因而其 pn 結(jié)的面積也較大。 pn 結(jié)較大， 其反向飽和電流也必然增大。 所以， 若像測量中、 小功率三極管極間電阻那樣， 使用萬用表的 r× 1 k 檔測量， 必然測得的電阻值很小， 好像極間短路一樣， 所以通常使用 r× 1 0 或 r× 1 檔檢測大功率三極管。

三極管的放大原理

1、發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子

電源Ub經(jīng)過電阻Rb加在發(fā)射結(jié)上，發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子（自由電子）不斷地越過發(fā)射結(jié)進(jìn)入基區(qū)，形成發(fā)射極電流Ie，同時基區(qū)多數(shù)載流子也向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散，但由于多數(shù)載流子濃度遠(yuǎn)低于發(fā)射區(qū)載流子濃度，可以不考慮這個電流，因此可以認(rèn)為發(fā)射結(jié)主要是電子流。

2、基區(qū)中電子的擴(kuò)散與復(fù)合

電子進(jìn)入基區(qū)后，先在靠近發(fā)射結(jié)的附近密集，漸漸形成電子濃度差，在濃度差的作用下，促使電子流在基區(qū)中向集電結(jié)擴(kuò)散，被集電結(jié)電場拉入集電區(qū)形成集電極電流Ic。也有很小一部分電子（因為基區(qū)很?。┡c基區(qū)的空穴復(fù)合，擴(kuò)散的電子流與復(fù)合電子流之比例決定了三極管的放大能力。

3、集電區(qū)收集電子

由于集電結(jié)外加反向電壓很大，這個反向電壓產(chǎn)生的電場力將阻止集電區(qū)電子向基區(qū)擴(kuò)散，同時將擴(kuò)散到集電結(jié)附近的電子拉入集電區(qū)從而形成集電極主電流Icn，另外集電區(qū)的少數(shù)載流子（空穴）也會產(chǎn)生漂移運動，流向基區(qū)形成反向飽和電流，用Icbo來表示，其數(shù)值很小，但對溫度卻異常敏感。

三極管的構(gòu)成部分

比如NPN型三極管，由兩個N區(qū)1個P區(qū)構(gòu)成，也可分發(fā)射區(qū)、基區(qū)、集電區(qū)這三個區(qū)，它有三個集，每個區(qū)各引出一條腳，叫三個集，他們分別是基極d、發(fā)射極e、集電極c，所以從外形上看，三極管有三個腳。

三極管的優(yōu)點

1、電子開關(guān)速度可選200KHZ，當(dāng)然快慢都可以工作；

2、不會像機(jī)械開關(guān)那樣，會產(chǎn)生電弧，接觸有安全可靠。

三極管的分類

1、小功率晶體三極管

小功率晶體三極管的功率一般小于0.3W，它是電阻電路重用的最多的晶體三極管之一，主要用來放大交、直流信號或應(yīng)用在振蕩器、變換器等電路中。

2、中功率晶體三極管

中功率晶體三極管的功率一般在0.3~1W之間，這種晶體管主要用于驅(qū)動電路和激勵電路之中，或者是為大功率放大器提供驅(qū)動信號，根據(jù)工作電流和耗散功率，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)纳岱绞健?/span>

3、大功率晶體三極管

大功率晶體三極管的功率一般在1W以上，這種晶體三極管由于耗散功率比較大，工作時往往會引起芯片內(nèi)溫度過高，所以通常需要安裝散熱片，以確保晶體三極管良好的散熱。

4、低頻晶體三極管

低頻晶體三極管的特征頻率一般小于3MHz，這種晶體管多用于低頻放大電路，例如收音機(jī)的功放電路等。

5、高頻晶體三極管

高頻晶體三極管的特征頻率大于3MHz，這種晶體三極管多用于高頻放大電路、混頻電路或高頻振蕩電路。

6、貼片三極管

貼片三極管體積小巧，多用于數(shù)碼產(chǎn)品的電子電路中。

7、金屬封裝的晶體三極管

采用金屬封裝的晶體三極管主要有B型，C型，D型，E型，F(xiàn)型，G型，其中小功率晶體三極管（以高頻小功率晶體三極管為主）主要采用B型封裝形式，F(xiàn)型和G型封裝形式主要用于低頻大功率晶體三極管。

8、光敏三極管

光敏三極管是一種具有放大能力的光-電轉(zhuǎn)換器件，因此相比光敏二極管它具有更高的靈敏度。需要注意的是，光敏晶體管既有3個引腳的，也有2個引腳的，使用時要注意辨別，不要誤認(rèn)為2個引腳的光敏晶體三極管為光敏二極管。

三極管的作用

晶體三極管具有電流放大作用，其實質(zhì)是三極管能以基極電流微小的變化量來控制集電極電流較大的變化量，這是三極管最基本的和最重要的特性，我們將ΔIc/ΔIb的比值稱為晶體三極管的電流放大倍數(shù)，用符號“β”表示，電流放大倍數(shù)對于某一只三極管來說是一個定值，但隨著三極管工作時基極電流的變化也會有一定的改變。

一、擴(kuò)流

把一只小功率可控硅和一只大功率三極管組合，就可得到一只大功率可控硅，其最大輸出電流由大功率三極管的特性決定，見附圖9（a）。圖9（b）為電容容量擴(kuò)大電路。利用三極管的電流放大作用，將電容容量擴(kuò)大若干倍，這種等效電容和一般電容器一樣，可浮置工作，適用于在長延時電路中作定時電容，用穩(wěn)壓二極管構(gòu)成的穩(wěn)壓電路雖具有簡單、元件少、制作經(jīng)濟(jì)方便的優(yōu)點，但由于穩(wěn)壓二極管穩(wěn)定電流一般只有數(shù)十毫安，因而決定了它只能用在負(fù)載電流不太大的場合。圖9（c）可使原穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電流及動態(tài)電阻范圍得到較大的擴(kuò)展，穩(wěn)定性能可得到較大的改善。

二、代換

圖9（d）中的兩只三極管串聯(lián)可直接代換調(diào)光臺燈中的雙向觸發(fā)二極管；圖9（e）中的三極管可代用8V左右的穩(wěn)壓管，圖9（f）中的三極管可代用30V左右的穩(wěn)壓管，上述應(yīng)用時，三極管的基極均不使用。

三、模擬

用三極管夠成的電路還可以模擬其它元器件，大功率可變電阻價貴難覓，用圖9（g）電路可作模擬品，調(diào)節(jié)510電阻的阻值，即可調(diào)節(jié)三極管C、E兩極之間的阻抗，此阻抗變化即可代替可變電阻使用。圖9（h）為用三極管模擬的穩(wěn)壓管，其穩(wěn)壓原理是：當(dāng)加到A、B兩端的輸入電壓上升時，因三極管的B、E結(jié)壓降基本不變，故R2兩端壓降上升，經(jīng)過R2的電流上升，三極管發(fā)射結(jié)正偏增強(qiáng)，其導(dǎo)通性也增強(qiáng)，C、E極間呈現(xiàn)的等效電阻減小，壓降降低，從而使AB端的輸入電壓下降，調(diào)節(jié)R2即可調(diào)節(jié)此模擬穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值。

三極管的檢測方法

1、一般正常的三極管是能夠測量到兩個PN結(jié)，他們的引腳排列是：在正面的時候依次為：b—c—e極，b基極、c集電極、e發(fā)射極。但是大功率三極管是固定的，在電路上更換安裝的時候絕對不能接反，安裝必須正確；

2、三極管實物的型號表示方法：C或D開頭加數(shù)字的就表示是NPN型的，比如：C1815、D1407、D5287等都是NPN型，A和B開頭的加些數(shù)字呢則表示是PNP型，比如：B817、A1015等；

3、如果三極管損壞了，就是它內(nèi)部PN被擊穿短路了，那么我們就用萬用表測三個極中任意兩個極之間的阻值都為0，這樣的話，我們必須要更換三極管之后設(shè)備才會正常工作。

三極管的輸出特性

（1）飽和區(qū)：

三極管工作在飽和區(qū)時基極-發(fā)射極和基極-集電極之間都處于正向偏置，從圖中可以看出飽和區(qū)的三極管集電極電流IC隨著UCE的增大而增大，特別是UCE幾乎為零時IC增大速率很明顯，集電極電流IC超過一定值時，三極管的直流增益hFE會下降，當(dāng)直流增益hFE下降到正常數(shù)值的三分之二時的集電極電流，稱為三極管的最大集電極電流。

（2）放大區(qū)：

三極管工作在放大區(qū)時基極-發(fā)射極處于正向偏置，基極-集電極之間處于反向偏置（因為UCE大于0.7V），這個時候三極管集電極電流IC變化很平緩，也就是說三極管集電極電流IC等于直流增益hFE與基極電流IB的乘積，基極開路時加在集電極和發(fā)射極之間的最大允許電壓成為集-射極反向擊穿電壓。當(dāng)UCE大于集-射極反向擊穿電壓時將導(dǎo)致三極管的擊穿（相當(dāng)于二極管的PN結(jié)加上反向偏置電壓超出最大反向耐壓導(dǎo)致二極管的擊穿），三極管的數(shù)據(jù)手冊中給出的集-射極反向擊穿電壓一般是常溫25℃下的值，該值隨著環(huán)境溫度的升高而降低，使用時要特別注意。

（3）截止區(qū)：

顯然此時三極管基極-發(fā)射極處于反向偏置，基極電流IB等于0。

總的來說三極管截止時等效于一個開關(guān)的斷開（電阻無窮大），所以三極管集電極電流IC等于零；三極管飽和時等效于一個開關(guān)的接通（電阻很?。?，所以三極管集電極和發(fā)射極之間的電壓幾乎為零。集電極電流IC通過集電結(jié)時會產(chǎn)生熱量，引起三極管的參數(shù)變化。當(dāng)三極管因受熱引起的參數(shù)變化不超過允許值時，集電極小號的功率等于IC和UCE的乘積。