很多人都有一个误区,三极管CE极反接是一定不能工作的。实际不然。相信提问者就遇到了这样的现象。
首先要从三极管的构造说起。
基本的三极管构造见图1,它分为发射区,基区和集电区。其中,发射区掺杂浓度高,基区薄,集电区面积大。发射区掺杂浓度高,有利于发射区向基区发射载流子;基区薄,载流子容易通过;集电区比发射区面积大,且掺杂浓度低,有利于收集载流子…
但是,从基本的PN结构成来看,三极管的C和E确实是可以互换的。只不过互换后,三极管的特性和其本来的特性会相差较多而已。
具体相差在哪里呢?总结下来,主要有如下两个方面的变化:
首先是耐压。三极管b,e结能够承受的反向电压一般都会比b,c结能够承受的反向电压要低很多,典型值为5-7V。因此CE互换后的三极管能够承受的电压也会下降。
其次是放大倍数的下降。因为集电区和发射区结构不同,颠倒使用后,最大的变化就是电流放大倍数会下降。常见的情况,例如一个三极管,原始放下倍数有100多,CE颠倒后,放大倍数往往会降低至10以下。
从上面分析可以看出,三极管CE颠倒,有时电路确实也能正常工作。例如提问者的电子开关的应用场合,只不过性能会恶化而已。
值得注意的是,不是所有三极管CE互换都会发生以上的变化的。例如有一种用于高速开关的“带阻尼”三极管,其内部CE之间反并了一个二极管。此时如果CE反接,电路一定不能正常工作。图3就是一种“带阻尼”三极管的外形。
三极管用做开关,是因为利用他的导通和截止的特性,发射级和集电极接反,基极一样可以控制通断!只是放大性能变差,不会导致不能用。
PNP型三极管与NPN型三极管区别
2个PN结的方向不一致。
PNP是共阴极,即两个PN结的N结相连做为基极,另两个P结分别做集电极和发射极;电路图里标示为箭头朝内的三极管。
NPN则相反
工作原理:
晶体三极管按材料分有两种:锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式,但使用最多的是硅NPN和PNP两种三极管,两者除了电源极性不同外,其工作原理都是相同的,下面仅介绍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极e、基极b和集电极c。
当b点电位高于e点电位零点几伏时,发射结处于正偏状态,而C点电位高于b点电位几伏时,集电结处于反偏状态,集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。
在制造三极管时,有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的,同时基区做得很薄,而且,要严格控制杂质含量,这样,一旦接通电源后,由于发射结正偏,发射区的多数载流子(电子)基极区的多数载流子(空穴)很容易地越过发射结互相向对方扩散,但因前者的浓度基大于后者,所以通过发射结的电流基本上是电子流,这股电子流称为发射极电流Ie。
由于基区很薄,加上集电结的反偏,注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电集电流Ic,只剩下很少(1-10%)的电子在基区的空穴进行复合,被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补给,从而形成了基极电流Ibo.根据电流连续性原理得:
Ie=Ib+Ic
这就是说,在基极补充一个很小的Ib,就可以在集电极上得到一个较大的Ic,这就是所谓电流放大作用,Ic与Ib是维持一定的比例关系,即:
β1=Ic/Ib
式中:β1--称为直流放大倍数,
集电极电流的变化量△Ic与基极电流的变化量△Ib之比为:
β= △Ic/△Ib
式中β--称为交流电流放大倍数,由于低频时β1和β的数值相差不大,所以有时为了方便起见,对两者不作严格区分,β值约为几十至一百多。
同理,PNP三极管则主要是形成空穴电流,其余原理基本相近。
三极管是一种电流放大器件,但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用,通过电阻转变为电压放大作用。