一直以來(lái)，三極管都是大家的關(guān)注焦點(diǎn)之一。因此針對(duì)大家的興趣點(diǎn)所在，小編將為大家?guī)?lái)三極管的相關(guān)介紹，詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)看下文。

一、三極管工作原理

三極管有三個(gè)工作區(qū)域，分別為 截止區(qū)(cut-offregion) 、 放大區(qū)(acitveregion) 、 飽和區(qū)(saturationregion) 。下面我們結(jié)合下圖對(duì)各個(gè)區(qū)域的工作狀態(tài)進(jìn)行分析。

(1) 截止區(qū)： 當(dāng)基極與發(fā)射極之間的電壓Vbe小于PN結(jié)開(kāi)啟電壓時(shí)，發(fā)射結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)，電子不能從發(fā)射區(qū)進(jìn)入到基區(qū)。

此時(shí)無(wú)論集電極施加什么電壓，由于基區(qū)和集電區(qū)的多子濃度很低，所以電子與空穴復(fù)合形成的電流很小，可以忽略不計(jì)。我們認(rèn)為此時(shí)的三極管工作在截止區(qū)，即集電極和發(fā)射極之間為斷開(kāi)狀態(tài)。

(2) 飽和區(qū)： 當(dāng)基極與發(fā)射極之間的電壓Vbe大于PN結(jié)開(kāi)啟電壓時(shí)，發(fā)射結(jié)處于開(kāi)啟狀態(tài)。此時(shí)由于Vbe大于發(fā)射結(jié)多子擴(kuò)散復(fù)合時(shí)產(chǎn)生的勢(shì)壘電壓，而且發(fā)射區(qū)電子濃度很高，所以會(huì)有大量的電子通過(guò)發(fā)射結(jié)進(jìn)入到基區(qū)。

進(jìn)入到基區(qū)的電子與數(shù)量很少的空穴復(fù)合形成基極電流Ib。如果集電極電壓為0，即集電結(jié)正偏電壓為0.7V，此時(shí)從發(fā)射區(qū)過(guò)來(lái)的自由電子被集電結(jié)正偏電壓0.7V建立起來(lái)的勢(shì)壘完全阻擋。只有集電極的電子由于電場(chǎng)的吸引穿過(guò)集電結(jié)，但由于集電極的摻雜濃度低，所以電流幾乎為零。在集電極電壓慢慢增加但是集電結(jié)電壓仍然處于正偏狀態(tài)(即Vbe>Vce)，由于集電結(jié)勢(shì)壘的降低，基區(qū)的電子開(kāi)始進(jìn)入集電區(qū)形成集電極電流。集電極正向偏置電壓越低，基區(qū)電子擴(kuò)撒到集電區(qū)越容易，從而集電極電流越大。所以此時(shí)集電極電流隨Vce增加而增加。

換句話說(shuō)，在這種情況下，集電極電流的增加受限于集電結(jié)的正偏，而基極電流不再是限制因素。在這種集電結(jié)正偏的情況下，隨著基極電流的增加，集電極電流并不會(huì)增加的現(xiàn)象，稱(chēng)之為飽和。此時(shí)三極管工作在飽和狀態(tài)。

(3) 放大區(qū)： 當(dāng)基極與發(fā)射極之間的電壓Vbe大于PN結(jié)開(kāi)啟電壓時(shí)，發(fā)射結(jié)處于開(kāi)啟狀態(tài)，且集電極電壓足夠大使得集電結(jié)零偏或者反向偏置時(shí)，基區(qū)的自由電子除了在基區(qū)跟空穴復(fù)合以外，幾乎都可以進(jìn)入到集電區(qū)，形成集電極電流。

二、如何提高三極管開(kāi)關(guān)速度

開(kāi)關(guān)時(shí)間決定三極管的開(kāi)關(guān)速度，三極管有開(kāi)啟和關(guān)斷過(guò)程，對(duì)應(yīng)開(kāi)啟時(shí)間。開(kāi)啟時(shí)間由延遲時(shí)間以及上升時(shí)間組成，關(guān)斷時(shí)間又分為存儲(chǔ)時(shí)間和下降時(shí)間 。

（1）延遲時(shí)間

延遲時(shí)間指的是對(duì)C和E極之間的電容充電的時(shí)間，增大晶體管的基極電流，從而加快基極電容充電速度。但是基極電流過(guò)大的話，會(huì)導(dǎo)致晶體管出現(xiàn)深度飽和情況，反而讓存儲(chǔ)時(shí)間增長(zhǎng)，導(dǎo)致關(guān)斷時(shí)間變大，所以基極電流需要適當(dāng)選取。

（2）上升時(shí)間

增大基極輸入電流，使得集電極電流達(dá)到飽和。同樣，基極電流也不能太大，否則將會(huì)使得存儲(chǔ)時(shí)間延長(zhǎng)，導(dǎo)致關(guān)斷時(shí)間變大。

（3）存儲(chǔ)時(shí)間

縮短存儲(chǔ)時(shí)間通過(guò)增大基區(qū)抽取電流，加快過(guò)量存儲(chǔ)電荷的泄放速度。

（4）下降時(shí)間

臨界飽和到基極電壓為0時(shí)候的時(shí)間稱(chēng)作為下降時(shí)間。

總之，為了減小三極管的開(kāi)關(guān)時(shí)間、提高開(kāi)關(guān)速度，在三極管的使用上可以作如下考慮：

a）增大基極電流，減短延遲時(shí)間，但過(guò)大的基極電流會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)時(shí)間增加

b）增大基極電流，可減短存儲(chǔ)時(shí)間和下降時(shí)間

c）加速電容

在基極限流電阻并聯(lián)小容量的電容，當(dāng)輸入信號(hào)上升、下降時(shí)能夠使限流電阻瞬間被旁路并提供基極電流，所以在晶體管由導(dǎo)通狀態(tài)變化到截止?fàn)顟B(tài)時(shí)能夠迅速?gòu)幕鶚O抽取電子，消除開(kāi)關(guān)時(shí)間的滯后，這個(gè)電容的作用是提高開(kāi)關(guān)速度，因此稱(chēng)為加速電容。如下圖：

d）肖特基鉗位

利用肖特基箝位也可以加快晶體管開(kāi)關(guān)速度。

如下，肖特基勢(shì)壘二極管箝位在b極到c極之間，二極管開(kāi)關(guān)速度快，正向壓降比PN結(jié)小。本該流過(guò)三極管的大部分基極電流被D1旁路掉，而流過(guò)三極管的電流非常小，這時(shí)三極管的導(dǎo)通狀態(tài)接近截止?fàn)顟B(tài)，節(jié)省了三極管飽和導(dǎo)通與退出的時(shí)間。

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