三極管，全稱半導體(ti)(ti)三(san)極管(guan)，也稱雙極型(xing)晶(jing)體(ti)(ti)管(guan)、晶(jing)體(ti)(ti)三(san)極管(guan)，是(shi)一種控制電流(liu)的半導體(ti)(ti)器件(jian)其作用是(shi)把微弱信(xin)號(hao)放大成幅(fu)度值較大的電信(xin)號(hao)， 也用作無(wu)觸(chu)點開關。
三極管，是(shi)半導體基本元器件之一，具有電(dian)流放大(da)作用(yong)，是電子(zi)電(dian)路的核心元件。三極管是在一塊半導(dao)(dao)體(ti)(ti)基片上制作(zuo)兩(liang)個(ge)相距很近的PN結，兩(liang)個(ge)PN結把整塊半導(dao)(dao)體(ti)(ti)分成三部分，中(zhong)間部分是基區，兩(liang)側部分是發射區和(he)集電(dian)區，排(pai)列方(fang)式有PNP和(he)NPN兩(liang)種。
發(fa)(fa)射(she)(she)區和(he)(he)基(ji)區之間的PN結(jie)叫發(fa)(fa)射(she)(she)結(jie)，集電(dian)(dian)區和(he)(he)基(ji)區之間的PN結(jie)叫集電(dian)(dian)結(jie)。基(ji)區很薄，而(er)發(fa)(fa)射(she)(she)區較厚，雜質濃度大，PNP型(xing)(xing)三極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)發(fa)(fa)射(she)(she)區"發(fa)(fa)射(she)(she)"的是空穴(xue)，其移動方向(xiang)與電(dian)(dian)流(liu)方向(xiang)一致(zhi)，故發(fa)(fa)射(she)(she)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)箭頭(tou)向(xiang)里；NPN型(xing)(xing)三極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)發(fa)(fa)射(she)(she)區"發(fa)(fa)射(she)(she)"的是自由電(dian)(dian)子(zi)，其移動方向(xiang)與電(dian)(dian)流(liu)方向(xiang)相(xiang)反，故發(fa)(fa)射(she)(she)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)箭頭(tou)向(xiang)外。發(fa)(fa)射(she)(she)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)箭頭(tou)指(zhi)向(xiang)也是PN結(jie)在(zai)正向(xiang)電(dian)(dian)壓下的導通方向(xiang)。硅晶體三極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)和(he)(he)鍺(zang)晶體三極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)都有PNP型(xing)(xing)和(he)(he)NPN型(xing)(xing)兩(liang)種類型(xing)(xing)。從三個(ge)區引出相(xiang)應(ying)的電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，分別為(wei)基(ji)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)b發(fa)(fa)射(she)(she)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)e和(he)(he)集電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)c。
NPN型三極管(guan)
在制造三極(ji)管時(shi)，有意(yi)識地(di)使(shi)發(fa)射(she)(she)區(qu)的(de)多數載(zai)流(liu)子(zi)(zi)(zi)濃度(du)大(da)于(yu)基區(qu)的(de)，同時(shi)基區(qu)做得很薄，而且(qie)，要嚴格控制雜質含量，這樣(yang)，一(yi)旦接(jie)通電(dian)源后，由于(yu)發(fa)射(she)(she)結(jie)正偏，發(fa)射(she)(she)區(qu)的(de)多數載(zai)流(liu)子(zi)(zi)(zi)（電(dian)子(zi)(zi)(zi)）及基區(qu)的(de)多數載(zai)流(liu)子(zi)(zi)(zi)（空穴）很容易地(di)越(yue)過(guo)發(fa)射(she)(she)結(jie)互相向對方擴散，但因前者(zhe)的(de)濃度(du)基大(da)于(yu)后者(zhe)，所以(yi)通過(guo)發(fa)射(she)(she)結(jie)的(de)電(dian)流(liu)基本上是電(dian)子(zi)(zi)(zi)流(liu)，這股電(dian)子(zi)(zi)(zi)流(liu)稱為發(fa)射(she)(she)極(ji)電(dian)流(liu)子(zi)(zi)(zi)。
三極(ji)(ji)管(guan)按材料分有兩(liang)種(zhong)：硅(gui)管(guan)和鍺管(guan)。而每一種(zhong)又有NPN和PNP兩(liang)種(zhong)結構(gou)形式(shi)，但使用最多的(de)是硅(gui)NPN和鍺PNP兩(liang)種(zhong)三極(ji)(ji)管(guan)，（其(qi)(qi)中，N表示(shi)在高(gao)純度(du)硅(gui)中加入(ru)磷，取(qu)代一些硅(gui)原(yuan)(yuan)子，在電(dian)(dian)(dian)壓刺(ci)激下產生(sheng)自由(you)電(dian)(dian)(dian)子導(dao)電(dian)(dian)(dian)，而p是加入(ru)硼取(qu)代硅(gui)，產生(sheng)大(da)量空穴利于(yu)導(dao)電(dian)(dian)(dian)）；兩(liang)者除(chu)了電(dian)(dian)(dian)源(yuan)極(ji)(ji)性不同外，其(qi)(qi)工作(zuo)原(yuan)(yuan)理都是相同的(de)，下面僅介紹NPN硅(gui)管(guan)的(de)電(dian)(dian)(dian)流放大(da)原(yuan)(yuan)理。
對(dui)于NPN管(guan)，它是由2塊N型半導(dao)(dao)體中間(jian)夾(jia)著一塊P型半導(dao)(dao)體所(suo)組(zu)成(cheng)，發(fa)射(she)區與基區之間(jian)形(xing)成(cheng)的PN結稱(cheng)為(wei)發(fa)射(she)結,而(er)集(ji)電(dian)區與基區形(xing)成(cheng)的PN結稱(cheng)為(wei)集(ji)電(dian)結,三條(tiao)引線分別稱(cheng)為(wei)發(fa)射(she)極e （Emitter）、基極b (Base)和集(ji)電(dian)極c (Collector)。
當b點(dian)(dian)電(dian)位高于(yu)(yu)e點(dian)(dian)電(dian)位零點(dian)(dian)幾伏時，發(fa)射結處(chu)(chu)于(yu)(yu)正偏(pian)狀態，而(er)C點(dian)(dian)電(dian)位高于(yu)(yu)b點(dian)(dian)電(dian)位幾伏時，集(ji)電(dian)結處(chu)(chu)于(yu)(yu)反偏(pian)狀態，集(ji)電(dian)極(ji)(ji)電(dian)源(yuan)Ec要高于(yu)(yu)基(ji)極(ji)(ji)電(dian)源(yuan)Eb。
我們把從基極(ji)B流(liu)至發射(she)極(ji)E的(de)(de)(de)電流(liu)叫做(zuo)基極(ji)電流(liu)Ib；把從集電極(ji)C流(liu)至發射(she)極(ji)E的(de)(de)(de)電流(liu)叫做(zuo)集電極(ji)電流(liu) Ic。這兩個電流(liu)的(de)(de)(de)方(fang)向(xiang)都(dou)是流(liu)出(chu)發射(she)極(ji)的(de)(de)(de)，所以發射(she)極(ji)E上(shang)就用了一(yi)個箭頭(tou)來(lai)表(biao)示電流(liu)的(de)(de)(de)方(fang)向(xiang)。
三極(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)是一種控制元件，主(zhu)要(yao)用來控制電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)大小(xiao)，以共發射極(ji)(ji)接(jie)法為例（信(xin)號(hao)從基(ji)極(ji)(ji)輸(shu)入，從集(ji)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)輸(shu)出，發射極(ji)(ji)接(jie)地），當基(ji)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)壓UB有一個微(wei)小(xiao)的(de)變(bian)化時，基(ji)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)IB也會隨之有一小(xiao)的(de)變(bian)化，受基(ji)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)IB的(de)控制，集(ji)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)IC會有一個很大的(de)變(bian)化，基(ji)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)IB越大，集(ji)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)IC也越大，反之，基(ji)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)越小(xiao)，集(ji)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)也越小(xiao)，即基(ji)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)控制集(ji)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)變(bian)化。但(dan)是集(ji)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)變(bian)化比(bi)基(ji)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)變(bian)化大得多，這就是三極(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)的(de)放(fang)大作(zuo)用。IC 的(de)變(bian)化量與IB變(bian)化量之比(bi)叫(jiao)做三極(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)的(de)放(fang)大倍數(shu)β（β=ΔIC/ΔIB, Δ表示變(bian)化量。），三極(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)的(de)放(fang)大倍數(shu)β一般在幾十到幾百倍。
由于基(ji)(ji)區很薄(bo),加(jia)上集(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)結(jie)的(de)(de)反偏，注(zhu)入基(ji)(ji)區的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)大部分(fen)越過(guo)集(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)結(jie)進入集(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)區而形(xing)成集(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)流Ic，只剩下(xia)很少（1-10%）的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)在基(ji)(ji)區的(de)(de)空(kong)穴進行復合，被復合掉的(de)(de)基(ji)(ji)區空(kong)穴由基(ji)(ji)極(ji)電(dian)(dian)(dian)源Eb重(zhong)新補(bu)給，從而形(xing)成了基(ji)(ji)極(ji)電(dian)(dian)(dian)流Ib。根據電(dian)(dian)(dian)流連續性(xing)原理得(de)：
Ie=Ib+Ic
這就(jiu)是(shi)說，在基(ji)極(ji)補充一(yi)(yi)個很小(xiao)的(de)(de)Ib，就(jiu)可以在集(ji)電極(ji)上得到一(yi)(yi)個較大(da)的(de)(de)Ic，這就(jiu)是(shi)所謂電流放大(da)作(zuo)用，Ic與Ib是(shi)維持一(yi)(yi)定的(de)(de)比例(li)關系，即(ji)：
β1=Ic/Ib
式中：β1--稱(cheng)為直流放大倍(bei)數，
集電極(ji)電流的變化(hua)量(liang)△Ic與基(ji)極(ji)電流的變化(hua)量(liang)△Ib之比為(wei)：
β= △Ic/△Ib
式中β--稱為交流電流放大(da)(da)倍數(shu)，由于低頻時(shi)(shi)β1和β的數(shu)值相差不大(da)(da)，所(suo)以有時(shi)(shi)為了方(fang)便起見，對(dui)兩者不作嚴格區分，β值約為幾(ji)十(shi)至幾(ji)百(bai)。
α1=Ic/Ie(Ic與Ie是(shi)直(zhi)流通路中(zhong)的電(dian)流大小)
式中(zhong)：α1也(ye)稱(cheng)為直流(liu)放大倍數，一般在共(gong)基極組(zu)態放大電(dian)(dian)路中(zhong)使用，描述了發射極電(dian)(dian)流(liu)與集電(dian)(dian)極電(dian)(dian)流(liu)的關系。
α =△Ic/△Ie
表達(da)式(shi)中的α為(wei)交流(liu)共(gong)基極電流(liu)放大倍(bei)數。同理(li)α與α1在(zai)小信號輸(shu)入時相差也不(bu)大。
對于兩個描述電流關系的放大倍數有以下關系β=a/（1-a）。
三極(ji)管的(de)(de)放大(da)作用(yong)就是：集電(dian)極(ji)電(dian)流受基極(ji)電(dian)流的(de)(de)控制（假設電(dian)源(yuan) 能(neng)夠(gou)提供給集電(dian)極(ji)足(zu)夠(gou)大(da)的(de)(de)電(dian)流的(de)(de)話），并且(qie)基極(ji)電(dian)流很小的(de)(de)變(bian)(bian)化，會引起集電(dian)極(ji)電(dian)流很大(da)的(de)(de)變(bian)(bian)化，且(qie)變(bian)(bian)化滿足(zu)一定的(de)(de)比例關系(xi)：集電(dian)極(ji)電(dian)流的(de)(de)變(bian)(bian)化量是基極(ji)電(dian)流變(bian)(bian) 化量的(de)(de)β倍(bei)，即電(dian)流變(bian)(bian)化被放大(da)了(le)β倍(bei)，所以我(wo)們把β叫做三極(ji)管的(de)(de)放大(da)倍(bei)數（β一般遠大(da)于1，例如幾(ji)十(shi)，幾(ji)百）。
