这个日志我很早就想发出来，不过一直在完善。我想把我自己的一些经验和一些总结分享给朋友们。喜欢的收藏，不对的地方恳请大家批评指正，一起学习交流。我是一个三极管爱好者，基于三极管我不敢说我真正懂的很多，但至少我认为在晶体三极管这块我理解的还不错。世界上第一只晶体管诞生于1947年，从此，在电子行业，世界发生了翻天覆地的变化。对于三极管，首先要理解它为什么具有放大的能力，这里我以ＮＰＮ三极管为例：ＮＰＮ三极管由两个ＰＮ结构成，Ｎ型半导体多数载流子是自由电子，Ｐ型半导体多数载流子是空穴。

 1.三极管在ＢＥ之间加上正向电压时，由于外加电场破坏了ＰＮ结的动态平衡（ＰＮ结的动态平衡是指：多数载流子的扩散运动和少数载流子的漂移运动达到平衡，这句话很绕，其实是这样的：也就是说在ＰＮ结的接触面上空穴和自由电子的数目是一样的，从而达到电中性）。这里我解释一下，为什么在ＰＮ结内会形成内电场？原因是这样的：因为在Ｐ型半导体和Ｎ型半导体内多数载流的数目是不一样的，从而形成浓度差，自然的进行扩散运动，由于扩散运动，在P型半导体和N型半导体的接触面上就会存在电势差，从而就有了电场。而这个电场力会阻碍P型半导体空穴向N型半导体移动，而当外加电场时，在B和E之间加正向电压时，会削弱内电场，破坏了PN结的动态平衡，从而扩散运动源源不断的进行，进而产生正向电流。

 2.当BE之间加正向电压时，N型半导体，也就是E极的多数载流子（也就是自由电子）会进行扩散运动，到达基区，与基区的多数载流子空穴复合（当然复合的电子及其的少）。由于E极的自由电子的扩散运动从而产生E极电流，基区的自由电子和空穴复合，这种复合运动产生B极电流，（当然在这里，B区的空穴也会向E极进行扩散运动，产生电路，但及其微弱，我们研究时都是忽略的）。

 3.当Ｃ和Ｅ之间加上反偏电压时，到达基区的自由电子在外加电场力的作用力进行扩散运动，从而产生Ｃ极电流。Ｃ极电流是扩散运动产生的。

４．我们常说的放大倍数β其实是交流放大倍数，还有一个直流放大倍数，它们近似是相等的。

 5.这里我想重点说一下，PN结的结电容，PN结的结电容是势垒电容和分布电容的总和，有电容的存在，那么三级管在对高频信号放大时就需要去考虑它的分布电容对放大能力的影响。这一点，让我想到了MOS开关电路，为什么MOS管在做高频开关时，需要接三级管图腾柱式的输出，就是因为在MOS管的G和S之间存在很大的电容，开关频率过高，电容还未来得及放电，下一个脉冲信号又来了，MOS管起不到作用，因为Ｇ和S之间的电容在下一个脉冲信号来之前它没有放电完后，就一直处于导通状态，MOS管发热及其严重，所以一旦接了三极管的图腾柱式输出，可以在极短的时间里把电放掉，从而快速的通断。

 6.三级管静态工作点的设置为什么那么的重要？我们要对一个信号进行放大，前提是信号不失真，而不失真就要保证管子始终工作在放大状态。静态工作点的合理设置就是让管子始终工作在放大状态，然后我们所加的信号源驼载在直流信号上，进而放大。

 7.我们说到信号源驼载在直流信号上，那么我们常用的驼载方法有哪些呢？也就是直接耦合，通过电阻耦合，还有一种就是阻容耦合，但直接耦合这种方法最大的缺点在于信号源在电阻上会有一部分能量的损失，不是最好的，但阻容耦合也有缺点，阻容耦合采用大电容，当频率过高时，我们要考虑它的容抗。

 8.关于三极管的一些参数，我这里着重介绍一下（可能很多人不知道）三极管的穿透电流，当三极管基极开路，而集电极和发射极之间加上电压，为什么在C和E之间会存在电流呢？基极不是开路吗？管子不是截止吗？原因是这样的：即使基极开路，但在三极管内部，从C极到E极的过程中电势时降低的，在这个过程中，满足C和E之间反偏，B和E之间正偏，这不正是放大的条件吗？所以在C和E之间是有微弱的电流的，简称穿透电流。

 9.关于三极管的功率：我们平常说大功率三极管，什么60W，80W，100W，其实它指的是Ic*Uce，也就是说，当C和E之间电压过高时，最大电流会受到限制，在这里我说一点，为什么好多的同学做LM317电源时，采用大功率三极管扩流时，三极管通过很小的电流坚持不到30S就异常烫手，其实就是因为在C极加了太高的电压，以至于通过很小的电流，在三极管就会产生很大的功率，且大部分都是无用功，用来发热了，所以管子烫手，所以要尽可能的提高电源的效率，就必须使用合适的C极电压，不是随便就进行电流放大。

 10.关于二极管反向恢复时间，可能这一项在很多同学眼里都没有注意过，但是我做过一些开关电源模块，我发现这个反向恢复时间是很重要的，当开关频率过高时，就不会起到开关的作用，因为ＰＮ结电容还没有放电完成，继续保持导通。

 １１．硬件不是做的越多越好，而是在于设计的静秒，吃透每一个电路中每一个元件的意义，为什么要选它？为什么参数是这么多？回顾电子设计大赛，好多的获奖作品，他们用的芯片和材料也没有特殊的，但他们能获奖，原因就是因为原理懂得很深，他知道从什么地方去优化电路，思路非常好，所以做硬件要多去想原理，搞懂来龙去脉，比整天画ＤＸＰ，焊板子更有意义，ＤＸＰ只不过是一个辅助软件，那活只是一个技术工人，叫工匠，而并不是真正搞技术的，真正的大师是去研究细节的，去优化电路的，理论很重要，马马虎虎的焊一些电路，做一些板子真的毫无意义，ＤＸＰ只不过是一个辅助软件，要做技术而不是技术工。

作者（徐天松）

于至芯科技（西安）公司

FPGA工程师就业研修班

2017年12月15号