三管、晶体三管、晶体管

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产品说明:

 半导体三管又称“晶体三管”或“晶体管”。在半导体锗或硅的单晶上制备两个能相互影响的PN结，组成一个PNP（或NPN）结构。中间的N区（或P区）叫基区，两边的区域叫发射区和集电区，这三部分各有一条电引线，分别叫基B、发射E和集电C，是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。

三管的基本结构是两个反向连结的PN接面，如图1所示，可有pnp和npn两种组合。三个接出来的端点依序称为发射（emitter,E）、基（base,B）和集电（collector,C），名称来源和它们在三管操作时的功能有关。图中也显示出npn与pnp三管的电路号，发射被标出，箭号所指的为n型半导体，和二体的号一致。在没接外加偏压时，两个pn接面都会形成耗尽区，将中性的p型区和n型区隔开。

三管的电特性和两个pn接面的偏压有关，工作区间也依偏压方式来分类，这里我们先讨论常用的所谓”正向区”（forward active），在此区EB间的pn接面维持在正向偏压，而BC间的pn接面则在反向偏压，通常用作放大器的三管都以此方式偏压。图2(a）为一pnp三管在此偏压区的示意图。EB接面的空乏区由于在正向偏压会变窄，载体看到的位障变小，射的空穴会注入到基，基的电子也会注入到射；而BC接面的耗尽区则会变宽，载体看到的位障变大，故本身是不导通的。图2(b）画的是没外加偏压，和偏压在正向区两种情形下，空穴和电子的电位能的分布图。三管和两个反向相接的pn二管有什么差别呢？其间的不同部分就在于三管的两个接面相当接近。以上述之偏压在正向区之pnp三管为例，射的空穴注入基的n型中性区，马上载体电子包围遮蔽，然后朝集电方向扩散，同时也被电子复合。当没有被复合的空穴到达BC接面的耗尽区时，会被此区内的电场加速扫入集电，空穴在集电中为多数载体，很快藉由漂移电流到达连结外部的欧姆接点，形成集电电流IC。IC的大小和BC间反向偏压的大小关系不大。基外部需提供与注入空穴复合部分的电子流IBrec，与由基注入射的电子流InBE（这部分是三管作用不需要的部分）。InB E在射与与电洞复合，即InB E=IErec。pnp三管在正向区时主要的电流种类可以清楚地在图3(a）中看出。

3(a)

射注入基的空穴流大小是由EB接面间的正向偏压大小来控制，和二体的情形类似，在启动电压附近，微小的偏压变化，即可造成很大的注入电流变化。更的说，三管是利用VEB（或VBE）的变化来控制IC，而且提供之IB远比IC小。npn三管的操作原理和pnp三管是一样的，只是偏压方向，电流方向均相反，电子和空穴的角色互易。pnp三管是利用VEB控制由射经基，入射到集电的空穴，而npn三管则是利用VBE控制由射经基、入射到集电的电子。三管在数字电路中的用途其实就是开关，利用电信号使三管在正向区（或饱和区）与截止区间切换，就开关而言，对应开与关的状态，就数字电路而言则代表0与1（或1与0）两个二进位数字。若三管一直维持偏压在正向区，在射与基间微小的电信号（可以是电压或电流）变化，会造成射与集电间电流相对上很大的变化，故可用作信号放大器。

三管工作原理

　　晶体三管（以下简称三管）按材料分有两种：锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用多的是硅NPN和锗PNP两种三管，（其中，N表示在高纯度硅中加入磷，是指取代一些硅原子，在电压刺激下产生自由电子导电，而p是加入硼取代硅，产生大量空穴利于导电）。两者除了电源性不同外，其工作原理都是相同的，下面介绍NPN硅管的电流放大原理。　对于NPN管，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结，而集电区与基区形成的PN结称为集电结，三条引线分别称为发射e、基b和集电c