摘要：在电子电路中，半导体三极管是一种非常重要的元件，它具有非常广泛的应用。三极管广泛运用到电视、汽车等各行业中，推动了各个行业的更新换代，对每个行业具有很大地推动作用。所以，三极管非常重要，其质量的好坏直接关系到三极管的应用。在三极管的生产和使用中，首要的就要保证三极管的质量，要对其质量进行检测。鉴于此，本文主要分析三极管的结构与应用。
关键词：三极管；结构；应用
1 概述
三极管是一种非常重要的半导体器件，它在电子电路中发挥了极大作用。三极管器件的应用非常广泛，已在各个领域得到广泛应用。例如，计算机、电视机、汽车等行业，对人类文明产生了很大的推动力。为了更好地发挥三极管的作用，必须先对三极管的结构进行详细了解，并清楚三极管在电子电路中有哪些功效，怎样对三极管的质量进行鉴定。只有掌握了这些知识，才能更好地发挥出三极管的作用，有效促进各个行业的正常运行和发展，促进整个国民经济的发展。
2 三极管工作原理
三极管的工作原理与二极管､PN结特性密不可分，合理引申，完全能解释三极管各区工作原理､特性曲线，而不必另求曲解｡以前述 NPN 型三极管放大为例，在前述相同的条件下的放大作用，从宏观上也可理解为“两个受控电阻的并联分流”(不再详解)；而从微观上，结合三极管的结构特点，其工作原理的如下(IE､IB､IC均指主导电流)｡
发射结加一个足够的正向的电压，PN结变薄，发射区的多数载流子（自由电子）很容易越过发射结扩散到基区，实现了对基区少数载流子（自由电子）在数量上的增加，或者说：发射区的多数载流子（自由电子）很容易地被大量发射进入基区，形成发射极电流ＩＥ。大量的自由电子到达基区后，分布在基区的空穴（多子）与自由电子“中和”，同时“空穴”又会不断地在外部电源作用下得到补充，“空穴”不断地与“电子”中和，这个动态过程，就形成基极电流IB，或者说是对IE的“截流”。因基区很薄、掺杂浓度低，空穴和有机会复合掉的电子都较少，大多进入基区的自由电子很快浓度扩散至集电结边缘。
电子在基区属于少数载流子性质，在集电结反偏状态下，少数载流子很容易反向穿过 PN 结(尤其在较大的结面积下)到达集电区，并不断在外部电源作用下得到“中和”，形成了集电极电流IC｡IC的本质是“少子”电流，是通过电注入方法实现的人为可控的集电结“漏”电流｡集电极电流的大小主要取决于发射区载流子对基区的发射与注入的程度，而几乎与集电极电位的高低没有什么关系———但集电极必须是接电源正极(UCE> 0)，以“补充”空穴｡集电极电流的形成取决于集电结反偏､PN 结较大的接触面(均促进漂移)和“增强式漂移”诸因素，不是一定要靠集电极的高电位；故IC的大小与集电极电位VC在数量上无关，VC的作用主要是维持集电结的反偏状态。
3 三极管的检测方法
3.1 三极管基极的判别
我们知道三极管的基极是三极管中两个PN结的公共极，因此，在判别三极管的基极时，只要找出两个PN结的公共极，即为三极管的基极。具体方法是将多用电表调至电阻挡的R×1k挡，先用红表笔放在三极管的一只脚上，用黑表笔去碰三极管的另两只脚，如果两次全通，则红表笔所放的脚就是三极管的基极。如果一次没找到，则红表笔换到三极管的另一个脚，再测两次；如还没找到，则红表笔再换一下，再测两次。如果还没找到，则改用黑表笔放在三极管的一个脚上，用红表笔去测两次看是否全通，若一次没成功再换。
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3.2 三极管类型的判别
三极管只有两种类型，即PNP型和NPN型。判别时只要知道基极是P型材料还N型材料即可。当用多用电表R×1k挡时，黑表笔代表电源正极，如果黑表笔接基极时导通，则说明三极管的基极为P型材料，三极管即为NPN型。如果红表笔接基极导通，则说明三极管基极为N型材料，三极管即为PNP型。(3)测量极间电阻。将万用表置于R×100或R×1K挡，按照红、黑表笔的六种不同接法进行测试。其中，发射结和集电结的正向电阻值比较低，其他四种接法测得的电阻值都很高，约为几百千欧至无穷大。但不管是低阻还是高阻，硅材料三极管的极间电阻要比锗材料三极管的极间电阻大得多。(4)三极管的穿透电流ICEO的数值近似等于管子的倍数β和集电结的反向电流ICBO的乘积。ICBO随着环境温度的升高而增长很快，ICBO的增加必然造成ICEO的增大。而ICEO的增大将直接影响管子工作的稳定性，
所以在使用中应尽量选用ICEO小的管子。通过用万用表电阻直接测量三极管e－c极之间的电阻方法，可间接估计ICEO的大小，具体方法如下:万用表电阻的量程一般选用R×100或R×1K挡，对于PNP管，黑表管接e极，红表笔接c极，对于NPN型三极管，黑表笔接c极，红表笔接e极。要求测得的电阻越大越好。e－c间的阻值越大，说明管子的ICEO越小；反之，所测阻值越小，说明被测管的ICEO越大。一般说来，中、小功率硅管、锗材料低频管，其阻值应分别在几百千欧、几十千欧及十几千欧以上，如果阻值很小或测试时万用表指针来回晃动，则表明ICEO很大，管子的性能不稳定。
4 三极管的结构应用分析
4.1 三极管开关的作用
应用于不同场合的三极管，对它的特性有不同的要求。为了正确地选用三极管，就必须了解体现三极管特性的技术参数。用三极管作为电子电路的开关，和传统的电子电路相互比较，具有以下几方面的优势。第一，和传统电子电路进行比较，三极管电子电路开关的工作速度非常快。第二，不需要用触头进行接触，在工作的时候，没有电火花的产生。第三，灵敏度非常强，在控制信号方面，没有精确的规定。第四，三极管处于导通状态下，所产生的开关压比传统下的数值要高出很多；在断开状态下，所产生的电流比传统下的数值要高出很多。第五，三极管的开关电流，对于高电压、强电流来说，使用效果也非常不错。
4.2 三极管的放大作用
三极管在电子电路中放大电信号的本质主要是用较小的能量来控制较大能量的转换，这就是三极管的主要功能。要想对信号有效放大，对基本组成电路来说，必须遵守以下几个原则。第一，在电路中，一定要有直流电源，另外，一定要保证三极管的工作处于放大状态之下。第二，在工作中，则要保证信号从放大电路的输入端输入，然后再通过输出端输出。第三，在元件参数的选择上，要保证所选择的参数不会使信号失去真实性，另外，还能够满足放大电路所要求各项性能指标的要求。第四，需要保证三极管能够使信号得到正常的放大。
总之，在实际应用中、小功率三极管多直接焊接在印刷电路板上，由于元件的安装密度大，拆卸比较麻烦，所以在检测时常常通过用万用表直流电压挡，去测量被测三极管各引脚的电压值，来推断其工作是否正常，进而判断其好坏。
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论文作者:张晶,刘宪成
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/9
标签：基极论文; 电流论文; 集电极论文; 载流子论文; 电阻论文; 表笔论文; 电子电路论文; 《电力设备》2018年第12期论文;