一文彻底读懂三极管的工作原理

在人间

我们在上学时候都学过三极管，书上是这样介绍的





三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。

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。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。

光看这个概念都已经蒙了，更别说后面还有，直流交流特性，输入输出特性，还有他的三种工作状态等 很多生硬难懂，又臭又硬的专业术语。当初我也是越学越蒙，真是受够了。

下面就让我用最通俗的方法（用水流阀门例子）来说明一下，看完后相信你会豁然开朗：

对三极管放大作用的理解，切记一点：能量是守恒的，不会无缘无故的产生，也不会无缘无故的消失，所以，三极管一定不会产生能量。但三极管厉害的地方在于：它可以通过小电流控制大电流。

感兴趣的小伙伴可以计算一下下面这个问题：

放大的精髓就在于：通过小的交流输入，控制大的静态直流。


假设三极管是个大坝，这个大坝奇怪的地方是，有两个阀门，一个大阀门，一个小阀门。小阀门可以用人力打开，大阀门很重，人力是打不开的，只能通过小阀门的水力打开。


所以，平常的工作流程便是，每当放水的时候，人们就打开小阀门，很小的水流涓涓流出，这涓涓细流冲击大阀门的开关，大阀门随之打开，汹涌的江水滔滔流下。


如果不停地改变小阀门开启的大小，那么大阀门也相应地不停改变，假若能严格地按比例改变，那么，完美的控制就完成了。


那么如何把这个例子和规格书各个参数联系起来呢？


在这里，规格书中Ube就是小水流，Uce就是大水流，人就是输入信号。当然，如果把水流比为电流的话，会更确切，因为三极管毕竟是一个电流控制元件。


如果某一天，天气很旱，江水没有了，也就是大的水流那边（集电极）是空的。管理员这时候打开了小阀门，尽管小阀门还是一如既往地冲击大阀门，并使之开启，但因为没有水流的存在，所以，并没有水流出来。这就是三极管中的截止区。


饱和区是一样的，因为此时江水达到了很大很大的程度，管理员开的阀门大小已经没用了。


如果不开阀门江水就自己冲开了，这就是二极管的击穿。


在模拟电路中，一般阀门是半开的，通过控制它开启大小来决定输出水流的大小。没有信号的时候，水流也会流，所以，不工作的时候，也会有功耗。


而在数字电路中，阀门则处于开或是关两个状态。当不工作的时候，阀门是完全关闭的，没有功耗。
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