三極管的作用 三極管工作原理

三極管的工作原理 


三極管是一種控制元件，主要用來控制電流的大小，以共發(fā)射極接法為例（信號從基極輸入，從集電極
輸出，發(fā)射極接地），當(dāng)基極電壓UB有一個微小的變化時，基極電流IB也會隨之有一小的變化，受基極
電流IB的控制，集電極電流IC會有一個很大的變化，基極電流IB越大，集電極電流IC也越大，反之，基
極電流越小，集電極電流也越小，即基極電流控制集電極電流的變化。但是集電極電流的變化比基極電流
的變化大得多，這就是三極管的放大作用。IC 的變化量與IB變化量之比叫做三極管的放大倍數(shù)β（β=ΔIC
/ΔIB, Δ表示變化量。），三極管的放大倍數(shù)β一般在幾十到幾百倍。 

三極管在放大信號時，首先要進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，即要先建立合適的靜態(tài)工作點，也叫 建立偏置 ，否則會放
大失真。 

在三極管的集電極與電源之間接一個電阻，可將電流放大轉(zhuǎn)換成電壓放大：當(dāng)基極電壓UB升高時，IB變大，
IC也變大，IC 在集電極電阻RC的壓降也越大，所以三極管集電極電壓UC會降低，且UB越高，UC就越低，
ΔUC=ΔUB。僅供參考，請參考有關(guān)書籍。


三極管的作用一   設(shè)計反相器管

我們知道三極管相當(dāng)于一條通道，在這條通道上電流出發(fā)的那一端叫做源極，而電流到達(dá)的那一端叫做
漏極，控制電流通斷的那個電極叫做柵極，那么柵極需要帶上什么樣的電壓才表示通道導(dǎo)通呢？一般情
況下，柵極對源極的電壓為0V時，表示關(guān)斷，柵極上帶 0.7V以上的電壓時，表示導(dǎo)通，應(yīng)該注意柵極
電壓是對源極而言的。

上述的 MOS三極管我們叫它 N型 MOS管，對應(yīng)的，還有一種 P型 MOS 管， P型 MOS管的特性正好完
全相反，電流從漏極出發(fā)到達(dá)源極，柵極帶上比漏極低于0.7V以下的電壓時， MOS管導(dǎo)通。

如果規(guī)定只能用一種類型的 MOS管，我們也能設(shè)計出集成電路來，想當(dāng)初的半導(dǎo)體工藝只適合于做 N型
一種類型的 MOS管，那時侯的集成電路大部分是NMOS集成電路，我們熟悉的早期的 Z80、8048等，都
是用 NMOS工藝制造的。后來，發(fā)展了在同一個芯片上做兩種不同類型 MOS管的工藝，叫做CMOS工藝，
現(xiàn)在已是半導(dǎo)體行業(yè)的主流工藝。

N 管和 P管的版圖設(shè)計并沒有什么不一樣，只要對其類型做一個標(biāo)記就可以了，這個標(biāo)記用來通知制造
集成電路的人把這些管子做成某一類型的管子，在下圖中我們把 P管用虛框圈起來作為標(biāo)記。

 三極管的作用二   設(shè)計集成電路  
設(shè)計集成電路也很簡單，不過就是把那些三極管連接起來，用什么來連接呢？總不至于用電烙鐵和焊錫
絲之類的方法吧？在集成電路里不用這種方法，用的是類似于雙面線路板的方法，雙面線路板上的過孔
將線路板的兩面連接了起來，在集成電路了也用了過孔，兩層導(dǎo)電材料分別是鋁和多晶硅，鋁可以越過
各種區(qū)域通到任何地方而不受限制，但多晶硅可不可以呢？好象可以，可是，的多晶硅越過有源區(qū)時，
有源區(qū)變成了一個受多晶硅控制的電流通路：一個多余的三極管，這不是我們所希望的，所以，我們在
這里增加一條規(guī)則：多晶硅不能跨越有源區(qū)。按這樣的規(guī)則連接兩各三極管，我們就設(shè)計了一個含有一
個反相器的簡單的集成電路。 

三極管的作用當(dāng)然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止上面這些，三極管是電子設(shè)計中不可缺失的一部分。