三极管的作用 pnp和npn的导通条件


三极管,包含PNP与NPN两种类型,它们均可被视作两个二极管的组。以NPN管为例,若将其沿中线剖开,便得到两个反向连接的二极管——一个NP结和一个PN结。当这样的结构接入电路时,由于二极管的单向导电性,不论电源极性如何调整,始终只有一个PN结处于导通状态,另一个则处于截止状态,导致三极管无法直接导通。

若在两个反向二极管的中间位置增加一根引线并接入电源,则情况将发生变化。这一改进使得三极管模型得以完整构建。三极管虽有三个引脚,但每个引脚对应着三极管的三个极:基极、集电极与发射极。三极管内部存在三个区域:基区、集电区和发射区,其间构成两个结:集电结和发射结。

从结构特点上看,三极管的发射区掺杂浓度最高,集电区次之,而基区则最低。在体积方面,集电区体积最大,发射区次之,基极则设计得相当薄。这些特点均由三极管的功能所决定。

在电路中,三极管主要发挥着开关与放大的作用。本文着重阐述其开关作用,而放大作用将在后续章节中详细讨论。理解三极管的开关与放大特性从微观角度而言可能较为复杂,由于人的注意力集中时间有限,往往难以一次理解透彻。在课堂讲解中,阐述这两种特性的过程往往需要数分钟时间,期间容易被其他思绪打断。

将三极管视作电路中的阀门是恰当的。其能够作为开关元件,控制电路的通断。以NPN型管子为例,当发射结和集电极处于反向偏置时,器件将处于高阻状态,基极电流和集电极电流均为零,VCE相当于开路,此时三极管处于截止状态,相当于阀门的关闭。相反,当发射结和集电结正向偏置时(电压大于0.7V),两个PN结将同时打开,允许电子从发射区扩散至基区再至集电区,从而产生基极电流Ib和集电极电流Ic,VCE相当于短路,此时三极管处于饱和状态,也即导通状态,相当于阀门的开启。

利用三极管的开关特性可以有效地控制各类负载,无论是指示灯、风机还是其他特定状态下的设备。

三极管的结构与功能对于理解其应用至关重要。通过对其基本特性的深入探讨,我们可以更好地利用这一元件在电路中实现精确的控制与调节。