NPN三极管工作原理

NPN三极管具有寿命长、安全可靠、没有机械磨损、开关速度快、体积小等特点。NPN三极管可以用很小的电流，控制大电流的通断，有较广泛的应用。小功率开关管可以用在电源电路、驱动电路、开关电路等；大功率管可用于彩色电视机、通信设备的开关电源；也可用于低频功率放大电路、电流调整等；高反压大功率开关管可用于彩色电视机行输出管。

三极管除了有对电流放大作用外,还有开关作用(即通、断作用),当基极加上正偏压时,NPN型三极管即导通处于饱和状态及灯会亮,反之,三极管就不导通,灯不亮。
 

图1 NPN三极管工作原理

NPN三极管的工作原理

截止状态：
　　
当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，即为三极管的截止状态。开关三极管处于截止状态的特征是发射结，集电结均处于反向偏置。

饱和导通状态：
　　
当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并且当基极的电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不再怎么变化，此时三极管失去电流放大作用，集电极和发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态，即为三极管的导通状态。开关三极管处于饱和导通状态的特征是发射结，集电结均处于正向偏置。而处于放大状态的三极管的特征是发射结处于正向偏置，集电结处于反向偏置。这也是可以使用电压表测试发射结，集电结的电压值判定三极管工作状况的原理。开关三极管正是基于三极管的开关特性来工作的。

NPN三极管的参质数

选用三极管需要了解三极管的主要参数。若手中有一本晶体管特性手册最好。三极管的参数很多，其中必须了解的四个极限参数：ICM、BVCEO、PCM、fT、TON TOFF 等，可满足95%以上的使用需要。
　　
1. ICM是集电极最大允许电流。三极管工作时当它的集电极电流超过一定数值时，它的电流放大系数β将下降。为此规定三极管的电流放大系数β变化不超过允许值时的集电极最大电流称为ICM。所以在使用中当集电极电流IC超过ICM时不至于损坏三极管，但会使β值减小，影响电路的工作性能。
　　
2. BVCEO是三极管基极开路时，集电极-发射极反向击穿电压。如果在使用中加在集电极与发射极之间的电压超过这个数值时，将可能使三极管产生很大的集电极电流，这种现象叫击穿。三极管击穿后会造成永久性损坏或性能下降。
　　
3. PCM是集电极最大允许耗散功率。三极管在工作时，集电极电流在集电结上会产生热量而使三极管发热。若耗散功率过大，三极管将烧坏。在使用中如果三极管在大于PCM下长时间工作，将会损坏三极管。需要注意的是大功率三极管给出的最大允许耗散功率都是在加有一定规格散热器情况下的参数。使用中一定要注意这一点。
　　
4. 特征频率fT。随着工作频率的升高，三极管的放大能力将会下降，对应于β=1时的频率fT叫作三极管的特征频率。
　　
5.开通时间、关断时间是衡量开关管响应速度的一个重要参数。