產品說明:
半導體三管又稱“晶體三管”或“晶體管”。在半導體鍺或硅的單晶上制備兩個能相互影響的PN結,組成一個PNP(或NPN)結構。中間的N區(或P區)叫基區,兩邊的區域叫發射區和集電區,這三部分各有一條電引線,分別叫基B、發射E和集電C,是能起放大、振蕩或開關等作用的半導體電子器件。
三管的基本結構是兩個反向連結的PN接面,如圖1所示,可有pnp和npn兩種組合。三個接出來的端點依序稱為發射(emitter,E)、基(base,B)和集電(collector,C),名稱來源和它們在三管操作時的功能有關。圖中也顯示出npn與pnp三管的電路號,發射被標出,箭號所指的為n型半導體,和二體的號一致。在沒接外加偏壓時,兩個pn接面都會形成耗盡區,將中性的p型區和n型區隔開。
三管的電特性和兩個pn接面的偏壓有關,工作區間也依偏壓方式來分類,這里我們先討論常用的所謂”正向區”(forward active),在此區EB間的pn接面維持在正向偏壓,而BC間的pn接面則在反向偏壓,通常用作放大器的三管都以此方式偏壓。圖2(a)為一pnp三管在此偏壓區的示意圖。EB接面的空乏區由于在正向偏壓會變窄,載體看到的位障變小,射的空穴會注入到基,基的電子也會注入到射;而BC接面的耗盡區則會變寬,載體看到的位障變大,故本身是不導通的。圖2(b)畫的是沒外加偏壓,和偏壓在正向區兩種情形下,空穴和電子的電位能的分布圖。三管和兩個反向相接的pn二管有什么差別呢?其間的不同部分就在于三管的兩個接面相當接近。以上述之偏壓在正向區之pnp三管為例,射的空穴注入基的n型中性區,馬上載體電子包圍遮蔽,然后朝集電方向擴散,同時也被電子復合。當沒有被復合的空穴到達BC接面的耗盡區時,會被此區內的電場加速掃入集電,空穴在集電中為多數載體,很快藉由漂移電流到達連結外部的歐姆接點,形成集電電流IC。IC的大小和BC間反向偏壓的大小關系不大。基外部需提供與注入空穴復合部分的電子流IBrec,與由基注入射的電子流InBE(這部分是三管作用不需要的部分)。InB E在射與與電洞復合,即InB E=IErec。pnp三管在正向區時主要的電流種類可以清楚地在圖3(a)中看出。
3(a)
射注入基的空穴流大小是由EB接面間的正向偏壓大小來控制,和二體的情形類似,在啟動電壓附近,微小的偏壓變化,即可造成很大的注入電流變化。更的說,三管是利用VEB(或VBE)的變化來控制IC,而且提供之IB遠比IC小。npn三管的操作原理和pnp三管是一樣的,只是偏壓方向,電流方向均相反,電子和空穴的角色互易。pnp三管是利用VEB控制由射經基,入射到集電的空穴,而npn三管則是利用VBE控制由射經基、入射到集電的電子。三管在數字電路中的用途其實就是開關,利用電信號使三管在正向區(或飽和區)與截止區間切換,就開關而言,對應開與關的狀態,就數字電路而言則代表0與1(或1與0)兩個二進位數字。若三管一直維持偏壓在正向區,在射與基間微小的電信號(可以是電壓或電流)變化,會造成射與集電間電流相對上很大的變化,故可用作信號放大器。
三管工作原理
晶體三管(以下簡稱三管)按材料分有兩種:鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結構形式,但使用多的是硅NPN和鍺PNP兩種三管,(其中,N表示在高純度硅中加入磷,是指取代一些硅原子,在電壓刺激下產生自由電子導電,而p是加入硼取代硅,產生大量空穴利于導電)。兩者除了電源性不同外,其工作原理都是相同的,下面介紹NPN硅管的電流放大原理。 對于NPN管,它是由2塊N型半導體中間夾著一塊P型半導體所組成,發射區與基區之間形成的PN結稱為發射結,而集電區與基區形成的PN結稱為集電結,三條引線分別稱為發射e、基b和集電c








