认识晶体管

陈江萍

摘要：晶体管是电器中常用的电学元件，尽管中学物理中没有过多的介绍，但了解一些晶体管最基本的知识，对你学习物理和做一些小设计有帮助.

关键词：晶体管；二极管；三极管

晶体管是由半导体材料制作而成.使用的半导体材料有两种，一种是锗半导体，一种是硅半导体，现在都是以后者居多.

晶体管可分为晶体二极管和晶体三极管.

晶体二极管有PN结，主要特点就是单向导电性.二极管种类可分为一般二极管，稳压二极管，变容二极管等，使用时可根据电路要求，选用不同种类的二极管.

晶体三极管有三个引脚，根据PN结的排序不同可分为两种类型.一类是PNP型，一类是NPN型.晶体管的基本参数，大家可以查晶体管手册.

三极管的基本电路有三种，一种是共发射极电路，如图1（a），第二种是共基极电路，如图1（b），第三种是共集电极电路，如图1（c）三种电路中，第一种电路的放大倍数最大，较常用.第二种电路的截止频率最高，一般用于高频放大电路.第三种电路（又称射随器），一般用于前后级的阻抗匹配.

三极管要正常工作，就必须给它提供一个合适的工作状态，提供工作状态的电路称为偏量电路.现就最常用的共发射极电路的三种偏置电路介绍如下.

固定式偏置电路，如图2（a），由于晶体三极管的热稳性差，发热后会产生恶性循环，导致晶体管的损坏，所以固定式偏置电路只用于小信号放大电路.

1.电压负反馈偏置电路

如图2（b），这里的[WTBX]Rb没有接在电源的正端，而接到了Rc的下方，这样做的目的可以提高电路热稳定性.原理是当晶体管因发热，参透电流增大，导致集电极电流Ic上升，使得集电极负载电阻Rc上的压降VRc增大，从而使晶体管集电极电压Vc降低，通过Rb的反馈使基极电压Vb下降，最终限止了集电极电流的进一步上升， （即Ic ↑→VRc↑→Vc↓→Vb↓→Ic↓）.该电路通过Rc上电压的变化来限制Ic 的增大，所以此电路称为电压负反馈偏置电路.

2.电压式电流负反馈偏置电路

如图2（c），此电路有一最基本的要求就是：流过Rb1、Rb2的电流要大于晶体三极管基极电流的10倍以上.原理是当晶体管发热导致集电极电流Ic上升，使得发射极电流Ie增大，从而使发射极电阻Re上的压降VRe增大，晶体管基极与发射极之间压差Vbe 减小，最终限止了集电极电流的进一步上升，（即Ic ↑→Ie↑→VRe↑→Vbe↓→Ic↓）.因流过Rb1、Rb2的电流10倍于Ib，所以Vb基本保持不变.此电路通过Rb1、Rb2来基本稳定晶体三极管的基极电压，通过Re上电流的变化来控制集电极电流的目的，所以称之为电压式电流负反馈偏置电路，它的控制能力最强，热稳定性最好.

晶体管在电路中的工作状态有三种：（1）截止；（2）放大；（3）饱和.在晶体管的放大电路中，三极管不能进入截止和饱和状态，否则放大了信号就会产生失真.在晶体管的开关电路中三极管应工作在截止和饱和状态，处于放大状态的时间越短越好.

以上是一些晶体管最基本的知识，希望能给喜爱物理的朋友们有所帮助.

[江苏省丹阳高级中学 （212300）]