图说三极管，太容易懂了！（史上最详细版本）

"晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件"

在电子元件家族中，三极管属于半导体主动元件中的分立元件。

广义上，三极管有多种，常见如下图所示。

狭义上，三极管指双极型三极管，是最基础最通用的三极管。

本文所述的是狭义三极管，它有很多别称:

三极管的发明

晶体三极管出现之前是真空电子三极管在电子电路中以放大、开关功能控制电流。

真空电子管存在笨重、耗能、反应慢等缺点。

二战时，军事上急切需要一种稳定可靠、快速灵敏的电信号放大元件，研究成果在二战结束后获得。

早期，由于锗晶体较易获得，主要研制应用的是锗晶体三极管。硅晶体出现后，由于硅管生产工艺很高效，锗管逐渐被淘汰。

经半个世纪的发展，三极管种类繁多，形貌各异。　　

小功率三极管一般为塑料包封；

大功率三极管一般为金属铁壳包封。

三极管核心结构

核心是“PN”结

是两个背对背的PN结

可以是NPN组合，也或以是PNP组合

由于硅NPN型是当下三极管的主流，以下内容主要以硅NPN型三极管为例！

NPN型三极管结构示意图

硅NPN型三极管的制造流程

管芯结构切面图

工艺结构特点：

发射区高掺杂：为了便于发射结发射电子，发射区半导体掺浓度高于基区的掺杂浓度，且发射结的面积较小;

基区尺度很薄:3~30μm，掺杂浓度低;

集电结面积大：集电区与发射区为同一性质的掺杂半导体，但集电区的掺杂浓度要低，面积要大，便于收集电子。

三极管不是两个PN结的间单拼凑，两个二极管是组成不了一个三极管的！

工艺结构在半导体产业相当重要，PN结不同材料成份、尺寸、排布、掺杂浓度和几何结构，能制成各样各样的元件，包括IC。

三极管电路符号

三极管电流控制原理示意图

三极管基本电路

外加电压使发射结正向偏置，集电结反向偏置。

集/基/射电流关系：

I_E  =  I_B  + I_C 

I_C  =  β  *  I_B

假如 I_B = 0, 那么 I_E = I_C = 0

三极管特性曲线

输入特性曲线

集-射极电压U_CE为某特定值时，基极电流I_B与基-射电压U_BE的关系曲线。

U_BER是三极管启动的临界电压，它会受集射极电压大小的影响，正常工作时，NPN硅管启动电压约为0.6V；

U_BE<U_BER时，三极管高绝缘，U_BE>U_BER时，三极管才会启动；

U_CE增大，特性曲线右移，但当U_CE>1.0V后，特性曲线几乎不再移动。

输出特性曲线

基极电流I_B一定时，集极I_C与集-射电压U_CE之间的关系曲线，是一组曲线。

当I_B=0时, I_C→0 ,称为三极管处于截止状态，相当于开关断开;

当I_B>0时, I_B轻微的变化,会在I_C上以几十甚至百多倍放大表现出来;

当I_B很大时，I_C变得很大，不能继续随IB的增大而增大，三极管失去放大功能，表现为开关导通。