了解三極管的使用方法、PNP和NPN區分及S8050和S8550 ，主要分為以下幾個方面：

一、三極管介紹

二、三極管結構(以NPN管為例)

三、三極管的工作原理

四、NPN和PNP型三極管區別

五、S8050和S8550

六、三極管應用電路

一、三極管介紹

三極管，全稱應為半導體三極管，也稱雙極型晶體管、晶體三極管，是一種電流控制電流的半導體器件，其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號，也用作無觸點開關 。 常見的三極管為9012、S8550、9013、S8050。 單片機應用電路中三極管主要的作用就是開關作用。 其中9012與8550為PNP型三極管，可以通用。 其中9013與8050為NPN型三極管，可以通用。 三極管結構有NPN和PNP兩種，因為電子比空穴有更高的遷移率，所以NPN比PNP型三極管獲得更廣泛的應用。

每個公司生產的三極管腳位不一定一致，但是封裝類型一般一樣， 常見的封裝三極管有TO-92封裝和SOT-23封裝 ，如下圖。

圖1 三極管封裝

二、三極管結構(以NPN型為例)

三極管的基本結構是由兩個背靠背的PN結構成(如下圖所示)。 基極和發射極之間的PN結稱為發射結，基極和集電極之間的PN結稱為集電結。

在三極管器件的設計中，通常會在發射區進行N型高摻雜，以便在發射結正偏時從發射區注入基區的電子在基區形成相當高的電子濃度梯度。 基區設計的很薄且濃度很低，這樣注入到基區的電子只有很少一部分與多子空穴復合形成基極電流。 與基區電子復合的源源不斷的空穴需要基極提供電流來維持。 在設計中對集電區則進行較低的P型摻雜且面積很大，以便基區高濃度的電子擴散進去集電區形成集電極電流。

三、三極管工作原理

三極管有三個工作區域，分別為 截止區(cut-offregion) 、 放大區(acitveregion) 、 飽和區(saturationregion) 。下面我們結合下圖對各個區域的工作狀態進行分析。

(1) 截止區： 當基極與發射極之間的電壓Vbe小于PN結開啟電壓時，發射結處于截止狀態，電子不能從發射區進入到基區。

此時無論集電極施加什么電壓，由于基區和集電區的多子濃度很低，所以電子與空穴復合形成的電流很小，可以忽略不計。我們認為此時的三極管工作在截止區，即集電極和發射極之間為斷開狀態。

(2) 飽和區： 當基極與發射極之間的電壓Vbe大于PN結開啟電壓時，發射結處于開啟狀態。此時由于Vbe大于發射結多子擴散復合時產生的勢壘電壓，而且發射區電子濃度很高，所以會有大量的電子通過發射結進入到基區。

進入到基區的電子與數量很少的空穴復合形成基極電流Ib。如果集電極電壓為0，即集電結正偏電壓為0.7V，此時從發射區過來的自由電子被集電結正偏電壓0.7V建立起來的勢壘完全阻擋。只有集電極的電子由于電場的吸引穿過集電結，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電壓仍然處于正偏狀態(即Vbe>Vce)，由于集電結勢壘的降低，基區的電子開始進入集電區形成集電極電流。集電極正向偏置電壓越低，基區電子擴撒到集電區越容易，從而集電極電流越大。所以此時集電極電流隨Vce增加而增加。

換句話說，在這種情況下，集電極電流的增加受限于集電結的正偏，而基極電流不再是限制因素。在這種集電結正偏的情況下，隨著基極電流的增加，集電極電流并不會增加的現象，稱之為飽和。此時三極管工作在飽和狀態。

(3) 放大區： 當基極與發射極之間的電壓Vbe大于PN結開啟電壓時，發射結處于開啟狀態，且集電極電壓足夠大使得集電結零偏或者反向偏置時，基區的自由電子除了在基區跟空穴復合以外，幾乎都可以進入到集電區，形成集電極電流。

此時集電極電壓再增加，集電極電流不會增加。 當基極電流增加時 ，由PN結特性知道，電流增加通常伴隨電壓的增加或者說電壓增加引起電流的增加。所以當基極電流增加，對應的發射結電壓也增加，發射區擴散到基區的自由電子也增加。

當集電結處于反偏時，對應的集電極電流線性增加。此時三極管工作在 線性放大區 。理論上說，如果基極電流持續增加，則三極管集電極電流也會一直線性增加，一直到器件發熱超過其結溫導致器件燒毀。

四、NPN和PNP區別

① NPN是用B→E的電流(IB)控制C→E的電流(IC)，E極電位最低，且正常放大時通常C極電位最高，即VC>VB>VE

PNP是用E→B的電流(IB)控制E→C的電流(IC)，E極電位最高，且正常放大時通常C極電位最低，即VC

② NPN電路中，E最終都是接到地板(直接或間接)，C最終都是接到天花板(直接或間接)。PNP電路則相反，C最終都是接到地板(直接或間接)，E最終都是接到天花板(直接或間接)。這也是為了滿足上面的VC和VE的關系。

③ NPN基極高電壓，集電極與發射極短路。低電壓，集電極與發射極開路。也就是不工作。

PNP基極高電壓，集電極與發射極開路，也就是不工作。如果基極加低電位，集電極與發射極短路。

④ NPN和PNP的區別：

a)如果輸入一個高電平，而輸出需要一個低電平時，首選擇NPN。

b)如果輸入一個低電平，而輸出需要一個低電平時，首選擇PNP。

c)如果輸入一個低電平，而輸出需要一個高電平時，首選擇NPN。

d)如果輸入一個高電平，而輸出需要一個高電平時，首選擇PNP。

五、S8050和S8550

S8050是一款小功率NPN型硅管，集電極-基極(Vcbo)電壓最大可為40V，集電極電流為(Ic)0.5A。S8050是電路硬件設計最常用半導體三極管型號之一。

S8550三極管是一種PNP型硅三極管，是一種較為常見也常用的三極管之一。它具有低電壓、大電流等特點，廣泛應用于開關電路、射頻放大電路、功率放大電路、推挽功放電路等。

S8050和S8550是現在很常用的小功率三極管。S8050是NPN管，S8550是PNP管。它們引腳排列是完全一樣的。面對字標，自左向右——E：發射極;B：基極;C：集電極。

指針萬用表核對：檔位撥到hfe檔位，8050插入到NPN測試孔，8550插入到PNP測試孔，萬用表正確指示hfe值的，萬用表測試孔標定的EBC管腳即為實際管腳。

六、三極管應用電路

1. 蜂鳴器電路

2. 開關電路

該電路中三極管主要用作開關作用，驅動繼電器。單片機通過光耦，利用三極管驅動繼電器的應用電路。圖中R18為基極限流電阻，放置基極電流過大燒壞三極管。R19為偏置電阻，當光耦斷開時，防止因為電磁干擾導致三極管啟動，保證晶體管可靠截止。圖中VD5為續流二極管，目的是為了保護三極管不被燒壞。因為繼電器線圈相當于一個電感，當三極管由導通變為關斷時，電感會產生感生電壓，該電壓為上負下正，并且通常遠高于電源電壓。所以當三極管關斷時，感生電壓會燒毀三極管，此處并聯一個二極管相當于給電流一個回路，將電壓鉗制在0.7V左右，來保護三極管。

審核編輯：湯梓紅