模电：第二章-三极管

三级管是模电中最重要的基础器件。其内部电流比较复杂，下面直接讨论其性质。

• 结构 ：三个掺杂区：base, emit, collect
• 三个电极：base, emit, collect
• 两个PN结：发射结，集电结

三极管有两类，PNP型和NPN型。

三极管特性

三极管可以看作是两个二极管并起来构成的。如果是N和N并，那就是NPN型三极管；否则是PNP型三极管。下面的图中是NPN型三极管，如果是PNP型，则箭头从上册斜线指向左侧竖线（箭头指向N型的方向）。

三极管有三极，从上到下分别是C，B，E，分别是集电极，基极，发射极。对于NPN型三极管，电流流入C，B，从E流出；PNP型反之。

1. 性质

• 电流关系（满足KCL关系）：\(I_C+I_B=I_E\)
• 电流控制放大作用（基极电流控制集电极电流）：\(I_C=\beta I_B\)
• 比例分配关系：\(i_B:i_C:i_E=1:\beta:1+\beta\)

\(\beta\)称为（共射）电流放大系数。直流情况下的放大关系近似等于交流状态的放大关系。

也就是说，三极管的输入是\(I_B\)和\(U_{BE}\)，输出是\(I_C\)和\(U_{CE}\)。

这是简化的基本电流方向关系（忽略\(I_{CEO}\)等电流）。

晶体管的伏安特性曲线有两个图，因为它有三个端口。需要记住的是伏安特性的对应关系：

1. 输入伏安关系：输入电流和发射结电压\(U_{BE}\)的关系

输入伏安特性是发射结的电流-电压关系，而发射结也是PN结，所以曲线也是一个指数曲线。但是它跟管压降有关，然而一般可以只画一条曲线来表示。

2. 输出伏安特性：集电极电流和管压降\(U_{CE}\)的关系

工作状态：

• 发射结反偏（\(u_{BE}<U_{on}\)）：截止区
• 发射结正偏（\(u_{BE}\geq U_{on}） - 集电结反偏：放大区（\)u_{BC}<0\(） - 集电结正偏：饱和区（\)u_{BC}>0$）

放大区的电位特点：

• NPN管：\(u_C\geq u_B>u_E,u_{BE}=0.7V/0.2V\)
• NPN管：\(u_C\leq u_B<u_E,u_{EB}=0.7V/0.2V\)

已知端电压，区分二极管种类时，两个相差0.2/0.7V的端口一定是b和e极。剩下的一个电位最高则是NPN，否则是PNP。然后再结合上面的等式分析b和e是分别是哪个：

判断能否正常工作，首先看管子类型，其次看电位关系是否正确。同时，看电流是否合理（有没有保护电阻）。

用上面的方法，和KCL、KVL，就能求解下面的工作状态：