電工電子基礎(chǔ)之元件篇：三極管的種類和好壞判斷
我們開設(shè)這個專欄名字叫電工電子，把電工放在前面，為什么呢，就是因為這個欄目的初衷是要做電工用的電子知識，而不是電子專業(yè)用的電子知識，這個是有區(qū)別的，電工用到的電子相對簡單得多，元件也就那么多。如果要講電子專業(yè)的東西，那可就多了去了，我也沒那個能力。
上一篇文章做的是二極管，那個是從網(wǎng)上抄了很多內(nèi)容，兩個腳的零件要簡單得多?？梢哉f三極管是入門電子的一個坎，搞懂了三極管也就基本搞懂了弱電電子。妙工科技總結(jié)：測量三極管好壞，最好用指針萬用表，100歐檔，三極管三個腳正反向共測量6次，其中只有基極到發(fā)射極和基極到集電極這兩次是正向?qū)?，其?次是反向不導(dǎo)通，指針一點都不動，正向那兩次指針沒有偏到底，就這么記，準得很。
三極管，也稱為雙極型晶體管（Bipolar Junction Transistor，BJT），具有電流放大作用。它由三個半導(dǎo)體層區(qū)域構(gòu)成，分別是發(fā)射極（Emitter）、基極（Base）和集電極（Collector），簡稱BCE，三極管之所以是入門的坎，還因為它要分PNP型和NPN型，我們在教學(xué)的時候不教學(xué)員如何記這兩種符號對應(yīng)極性，只告訴學(xué)員必須記住，記牢，不管你用什么方法，因為這個記的方法很多，刻意講反而容易混亂。
三極管的外觀特別多，八九十年代國產(chǎn)管子有做過圓形的三極管，其余幾乎都是直棱的，和三極管造型相同的三個腳的管子還有場效應(yīng)管MOS管、可控硅、IGBT單管，也并不是所有三極管都長三個腳，有長四個腳的，其中多一個腳接散熱外殼或者不用，這比較少見。還有三極管組合達林頓管，這個事情要搞得很透徹那就不算入門級知識了，那得算中級電子知識，得有一定的電子基礎(chǔ)才行。下圖主要集合各種形形色色的三極管造型。
三極管據(jù)材質(zhì)劃分有兩種，分別是硅管和鍺管。硅三極管：大多數(shù)常見的晶體管都是硅三極管。硅材料與鍺材料對比，熱穩(wěn)定性能好和噪聲低。鍺三極管：早期晶體管中鍺三極管應(yīng)用較多。鍺材料與硅材料對比，具有較高的導(dǎo)電性和導(dǎo)通電壓低。這個問題從維修的角度一般不去記它，維修更換三極管一般都是原型號替換，如果要替代，自然會去查參數(shù)。
三極管按照功率分小功率三極管、中功率三極管和大功率三極管。小功率三極管：主要用于小信號放大、開關(guān)和調(diào)節(jié)電路，如音頻放大器、射頻放大器、邏輯門等。中功率三極管：適用于電源開關(guān)、電機控制、音頻功率放大器等。大功率三極管：適用于功率放大器、交流驅(qū)動器、電源開關(guān)等。具有更高的最大電流和最大電壓，在幾百毫安甚至幾安的電流和數(shù)百到上千伏特的電壓。
按頻率可分為低頻管、高頻管和超頻管。低頻管適用于較低頻率的放大和開關(guān)應(yīng)用；高頻管適用于較高頻率的射頻放大和振蕩應(yīng)用。一般以頻率3MHz作為判定高低頻三極管的依據(jù)。
主要參數(shù)：實際維修工作中只記兩個參數(shù)，電流Ic和耐壓Vceo,其他的參數(shù)那么多是設(shè)計人考慮的，維修不考慮。
下圖為NPN三極管數(shù)據(jù)手冊截取的參數(shù)表，結(jié)合此表我們說明一下三極管的主要參數(shù)。
VCBO：集電極-基極擊穿電壓，發(fā)射極開路時，集電極與基極間的反向擊穿電壓。
VCEO：集電極-發(fā)射極擊穿電壓，基極開路時，集電極與發(fā)射極間的反向擊穿電壓。
VEBO：發(fā)射極-基極反向擊穿電壓，集電極開路時，發(fā)射極與基極間的反向擊穿電壓。
IC：集電極最大允許電流，當(dāng)三極管的電流放大系數(shù)（β值）超過一定數(shù)值時，其性能會下降，從而影響到電路的性能。下圖為集電極電流與頻率的對應(yīng)關(guān)系：
三極管的工作原理是基于小電流控制大電流的原則，其工作機制像一個可控制的閥門。根據(jù)不同的工作狀態(tài)和連接方式，三極管主要可以分為三種類型：共基極（CB）、共集電極（CC）和共發(fā)射極（CE）。共基極（CB）：基極端子在輸入和輸出端子之間是公共的。共集電極（CC）：集電極端子在輸入和輸出端子之間是公共的。共發(fā)射極（CE）：發(fā)射極端子在輸入和輸出端子之間是公共的。
三極管的3種工作狀態(tài)
三極管有三種狀態(tài)：截止?fàn)顟B(tài)、放大狀態(tài)和飽和狀態(tài)。這個問題對于電工來講就是一個超級難的事情，因為要掌握三極管的三種狀態(tài)并且搞懂，必須要有大量的實踐或者實操維修，才好理解透徹，包括很多老一輩基礎(chǔ)較差的家電維修師傅，修過無數(shù)的電路板后也未必能把這個問題講明白，而電工工作往往沒有這個條件去實踐。對于這三個狀態(tài)的理解可以先學(xué)習(xí)電子管的原理，更有助于理解。我們可以把三極管想象成一個水龍頭。
①截止?fàn)顟B(tài)。首先，當(dāng)我們沒有對水龍頭施加任何外力時，水龍頭是關(guān)閉的，水流無法通過，這時的狀態(tài)相當(dāng)于三極管的截止?fàn)顟B(tài)。具體來說，就是加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓小于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，基極電流為零，集電極電流和發(fā)射極電流都為零，三極管這時失去了電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的斷開狀態(tài)。
②放大狀態(tài)。當(dāng)三極管發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏時，三極管就會進入放大狀態(tài)。即當(dāng)我們逐漸打開水龍頭時，水會開始流出，這就相當(dāng)于三極管進入了放大狀態(tài)。這里需要注意的是，這個“放大”并不是無中生有地創(chuàng)造能量，而是通過控制電流的大小來實現(xiàn)信號的放大。
③飽和狀態(tài)。當(dāng)三極管發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏時，三極管工作在飽和狀態(tài)。飽和狀態(tài)下的三極管基極電流即使變大，集電極電流也不會增大，相當(dāng)于水龍頭完全打開時，水流已經(jīng)最大。
三、三極管的應(yīng)用
①放大作用。三極管最主要的功能就是放大功能。通過控制輸入信號的大小，三極管可以對電流進行放大，從而實現(xiàn)對信號的增強。其基于小電流控制大電流的原則，通過較小的基極電流IB來控制較大的集電極電流IC。當(dāng)基極電流IB有微小的變化時，會引發(fā)集電極電流IC和發(fā)射極電流IE的大幅度變化。這種“放大”并非將基極電流IB放大，而是通過控制輸入信號的大小，使輸出信號得到增強。
三極管的放大功能實現(xiàn)還要求基極和發(fā)射極之間加正向電壓（發(fā)射結(jié)正偏），基極與集電極之間加反向電壓（集電結(jié)反偏）。示例：簡單的放大器來驅(qū)動揚聲器。這種放大功能被廣泛應(yīng)用于放大器、功率放大器等電路中。例如，在音頻放大器中，三極管可以將微弱的聲音信號放大為足夠大的聲音輸出。
②開關(guān)控制。三極管可以通過控制輸入信號的高低電平，以實現(xiàn)對電路的開關(guān)控制。開關(guān)作用基于三極管在電路中導(dǎo)通或截止的特性。這種開關(guān)功能被廣泛應(yīng)用于邏輯門電路、計數(shù)器、計時器等電路中。
③穩(wěn)壓功能。三極管還具有穩(wěn)壓功能，可以用于穩(wěn)定電壓。通過調(diào)整三極管的工作狀態(tài)，可以使電路的輸出電壓保持穩(wěn)定。在穩(wěn)壓電源、電池充電器中應(yīng)用較多。除了以上應(yīng)用外，三極管還可以用于振蕩器、調(diào)制解調(diào)器、電視機等電子設(shè)備中?？傊龢O管作為一種重要的電子元件，在電子電路中的應(yīng)用非常廣泛。
三極管封裝：這個知識點也是維修必備的進階知識點，不過只需看圖就行。
