三极管在电路中的应用特性

三极管也称为半导体三极管（或称晶体三极管），常见的三极管有NPN型和PNP型两大类，三极管是放大电路的核心元器件，三极管最主要的功能是对电流有放大的作用。

1、三极管的功能

三极管的应用如下图所示。这是一个稳压电路，电路中的三极管VT1（调整管）起电流放大作用，三极管VT2（误差放大器）起稳压作用。Rc2是VT2的集电极负载电阻。误差取样电路输出电压的变化量经VT2先放大，然后再送到VT1的基极，为VT1提供基极电流，VT1放大后输出。这样只要输出电压有一点微小的变化，就能通过VT1的管压降产生比较大的变化，这样在输岀电压变化时使VT1的内阻发生变化，使输岀电压保持稳定。

2、三极管的基本特性

三极管最重要的功能就是它具有电流放大作用。下图所示为三极管的放大原理。

三极管的放大作用可以理解为一个水闸。由水闸上方流下的水流可以理解为集电极（C）的电流Ic，由水闸侧面流入的水流称为基极（B）电流Ib。当Ib有水流流过，闸门受到冲击便会开启，这样水闸侧面的水流（相当于电流Ib）与水闸上方的水流（相当于电流Ic）就汇集到一起流下（相当于发射极E的电流Ie）。可以看到，控制水闸侧面流过很小的水流流量（相当于电流Ib），就可以控制水闸上方流下的大水流流量（相当于电流Ic。这就相当于三极管的放大作用。

如果水闸侧面没有水流流过，就相当于基极电流被切断，那么水闸闸门关闭，上方和到下方就都没有水流流过，相当于集电极（C）到发射极（E）的电流也被关断了。

NPN型三极管和PNP型三极管的极性不同，但工作过程相同，如下图所示。

NPN三极管放大信号的基本的条件是保证基极和发射极之间加正向电压（正偏），集电极和发射极之间加正向电压（内部集电极与基极之间的PN结成反偏）。基极相对于发射极为正极性电压，基极相对于集电极则为负极性电压。

1）三极管构成的共射极放大器

下图所示为共射极放大电路的基本结构。从图中可以看到，该类电路是将输入信号加到晶体管基极（b）和发射极（e）之间，而输出信号取自晶体管的集电极（c）和发射极（e）之间。由此可见发射极（e）为输入信号和输出信号 的公共接地端，具有这种特点的单元电路便称为共射极（e）放大电路。

晶体管VT是这一电路的核心器件，晶体管主要功能是对信号进行放大；电路中偏置电阻Rb1和Rb2构成分压电路给晶体管基极(b)供电：电阻Rc是集电极（c）负载电阻，电压经Rc为它供电：两个电容C1、C2都是起到通交流隔直流作用的耦合电容；电阻RL则是承载输出信号的负载电阻。

该电路中的主信号流程：输入信号首先经电容C1耦合到晶体管VT的基极，经晶体管VT放大后由其集电极输出，并经电容C2输出。

值得注意的是，NPN型与PNP型晶体管放大器的最大不同之处在于供电电源的极性: 采用NPN型晶体管的放大器，供电电源是正电源送入晶体管的集电极（c）；采用PNP型晶体管的放大器，供电电源是负电源送入晶体管的集电极（c）。

2）三极管构成的共集电极放大器

共集电极放大电路组成的元器件和共射极放大电路基本相同，不同之处有两点：其一是将集电极电阻Rc移到了发射极（用Re表示）：其二是输出信号不再取自集电极（c）而是取自发射极（e）。下图所示为共集电极放大电路的基 本结构。

该电路中，两个偏置电阻Rb1和Rb2构成分压电路给晶体管基极（b）供电；Re是晶体管发射极（e）的负载电阻；两个电容都是起通交流隔直流的作用，电阻RL则是负载电阻。

输入信号首先经电容C1耦合到三极管VT的基极，经三极管VT放大后由其发射极输出，并经耦合电容C2输出。与共发射极放大器一样，NPN型与PNP型晶体管放大器的最大不同之处也是供电电源的不同。

值得注意的是，由于晶体管放大电路的供电电源的内阻很小，对于交流信号来说，电源的正负极间相当于短路。交流接地端等效于电源，也就是说晶体管集电极（c）接电源，对交流信号来说，相当于接地。输入信号是加载到晶体管基极（b）和发射极（e）之间，也就相当于加到晶体管基极（b）和集电极（c）之间，输岀信号取自晶体管的发射极（e）,也就相当于取自晶体管发射极（e）和集电极（c）之间，因此集电极（c）为输入信号和输出信号的公共端，故称为共集电极放大电路。这种放大器又称射极输出器或射极跟随器。

3）三极管构成的共基极放大电路

共基极放大电路的结构特点是将输入信号加载到晶体管发射极（e）和基极（b）之间，而输出信号取自晶体管的集电极（c）和基极（b）之间，由此可见基极（b）为输入信号和输出信号的公共端，因而该电路称为共基极（b）放 大电路。下图所示为共基极放大电路的基本结构。

该电路主要是由三极管VT、电阻器Rb1、Rb2、Rc、RL和耦合电容C1、C2组成的。电路中的四个电阻都是为了建立静态工作点而设置的，其中Rc还兼具集电极（c）的负载电阻；电阻RL是负载端的电阻；两个电容C1、C2都是起到通交流隔直流作用的耦合电容；去耦电容Cb是为了使基极（b）的交流直接接地，起到去耦合的作用，即起消除交流负反馈的作用。

共集电极放大电路的特点是具有较大的电压和功率放大倍数，但电流放大近似于1（无电流放大能力），输入阻抗小（几十欧姆），输出阻抗大（几百千欧），常用于髙频放大及振 荡电路等。

三极管只要满足一定条件就可使其导通或截止，起到开关的作用，下图所示分别为NPN型三极管导通和截止条件：

PNP型三极管导通和截止条件：