圖一所示是NPN三極體的 共射極電路，圖二所示是它的特性曲線圖，圖中它有3 種工作區域：截止區(Cutoff Region)、線性區 (Active Region) 、飽和區(Saturation Region)。三極體是以B 極電流IB 作為輸入，操控整個三極體的工作狀態。若三極體是在截止區，IB 趨近於0 (VBE 亦趨近於0)，C 極與E 極間約呈斷路狀態，IC = 0，VCE = VCC。若三極體是線上性區，B-E 接面為順向偏壓，B-C 接面為逆向偏壓，IB 的值適中 (VBE = 0.7 V)，  I C =h F E I B   呈比例放大，Vce  = Vcc -Rc I c = V cc - Rc  hFE IB可被 IB 操控。若三極體在飽和區，IB 很大，VBE = 0.8 V，VCE = 0.2 V，VBC = 0.6 V，B-C 與B-E 兩接面均為正向偏壓，C-E間等同於一個帶有0.2 V 電位落差的通路，可得I c=( Vcc - 0.2 )/ Rc  ，Ic 與 IB 無關了，因此時的IB大過線性放大區的IB 值，   Ic<hFE  IB  是必然的。三極體在截止態時 C-E 間如同斷路，在飽和態時C-E 間如同通路 (帶有0.2 V 電位降)，因此可以作為開關。控制此開關的是 IB，也可以用 VBB 作為控制的輸入訊號。圖三、四分別顯示三極體開關的通路、斷路狀態，及其對應的等效電路。

              圖1   NPN 三極體共射極電路                             圖2  共射極電路輸出特性曲

              圖3、截止態如同斷路線圖                                  圖4、飽和態如同通路

實驗：三極體的開關作用

簡單三極體開關：電路如圖5，電阻RC是LED限流用電阻，以防止電壓過高燒壞LED（發光二極體），將輸入訊號 VIN 從0 調到最大 (等分為約20 個間隔)，觀察並記錄對的 VOUT 以及LED 的亮度。當三極體開關為斷路時，VOUT =VCC =12 V，LED 不亮。當三極體開關通路時，VOUT  = 0.2V ，LED 會亮。改良三極體開關：因為三極體由截止區過度到飽和區需經過線性區，開關的效果不會有明確的界線。為使三極體開關的效果明確，可串接兩三極體，電路如圖六。同樣將輸入訊號 VIN 從0 調到最大 (等分為約20 個間隔)，觀察並記錄對應的VOUT 以及LED 的亮度。

          
        圖5、簡單開關三極體電路圖                          圖6、改良三極體開關電路-達林頓電路圖

以上可以看出幾乎任何一種型號三極體都可一做為電子開關來使用，如果條件允許也可用來控制加熱裝置。可見開關三極體只是一個籠統的概念，不過市面上也有少數的專用開關三極體出售.

很多初學者都會認為三極體是兩個 PN 結的簡單湊合，如下圖：

這種想法是錯誤的，兩個二極體的組合不能形成一個三極體，我們以 NPN 型三極體為例，如下圖：

兩個 PN 結共用了一個 P 區（也稱基區），基區做得極薄，只有幾微米到幾十微米，正是靠著它把兩個 PN 結有機地結合成一個不可分割的整體，它們之間存在著相互聯絡和相互影響，使三極體完全不同於兩個單獨的 PN 結的特性。三極體在外加電壓的作用下，形成基極電流、集電極電流和發射極電流，成為電流放大器件。

三極體的電流放大作用與其物理結構有關，三極體內部進行的物理過程是十分複雜的，初學者暫時不必去深入探討。從應用的角度來講，可以把三極體看作是一個電流分配器。一個三極體製成後，它的三個電流之間的比例關係就大體上確定了，如下圖所示：

     β 和 α 稱為三極體的電流分配係數，其中 β 值大家比較熟悉，都管它叫電流放大係數。三個電流中，有一個電流發生變化，另外兩個電流也會隨著按比例地變化。例如，基極電流的變化量 ΔI b ＝ 10 μA ， β ＝ 50 ，根據 ΔI c ＝ βΔI b 的關係式，集電極電流的變化量 ΔI c ＝ 50×10 ＝ 500μA ，實現了電流放大。

   三極體自身並不能把小電流變成大電流，它僅僅起著一種控制作用，控制著電路里的電源，按確定的比例向三極體提供 I b 、 I c 和 I e 這三個電流。為了容易理解，我們還是用水流比喻電流，如下圖所示：

這是粗、細兩根水管，粗的管子內裝有閘門，這個閘門是由細的管子中的水量控制著它的開啟程度。如果細管子中沒有水流，粗管子中的閘門就會關閉。注入細管子中的水量越大，閘門就開得越大，相應地流過粗管子的水就越多，這就體現出“以小控制大，以弱控制強”的道理。由圖可見，細管子的水與粗管子的水在下端匯合在一根管子中。

三極體的基極 b 、集電極 c 和發射極 e 就對應著圖中的細管、粗管和粗細交匯的管子。如下圖所示：

若給三極體外加一定的電壓，就會產生電流 I b 、 I c 和 I e 。調節電位器 RP 改變基極電流 I b ， I c 也隨之變化。由於 I c ＝ βI b ，所以很小的 I b 控制著比它大 β 倍的 I c 。 I c 不是由三極體產生的，是由電源 V CC 在 I b 的控制下提供的，所以說三極體起著能量轉換作用。

教材書上都說：

發射極正偏集電極反偏,三極體處於放大狀態；

發射極正偏集電極正偏工作在飽和區；

發射極反偏集電極反偏工作在截止區；

發射極反偏集電極正偏工作在反向放大狀態。

按老師的方法是：先假設是在飽和區，在計算C E兩端的電壓，以0.3伏作為飽和區放大區的判斷標準（小於則為飽和模式，大於則為放大模式）；當c e間電壓為無窮大時即為截止區！

另一個說明：三極體的三種狀態

三極體的三種狀態也叫三個工作區域，即：截止區、放大區和飽和區。

(1)、截止區：三極體工作在截止狀態，當發射結電壓Ube小於0.6—0.7V的導通電壓，發射結沒有導通集電結處於反向偏置，沒有放大作用。

(2)、放大區：三極體的發射極加正向電壓，集電極加反向電壓導通後，Ib控制Ic，Ic與Ib近似於線性關係，在基極加上一個小訊號電流，引起集電極大的訊號電流輸出。

(3)、飽和區：當三極體的集電結電流IC增大到一定程度時，再增大Ib，Ic也不會增大，超出了放大區，進入了飽和區。飽和時，Ic最大，集電極和發射之間的內阻最小，電壓Uce只有0.1V~0.3V，Uce<Ube，發射結和集電結均處於正向電壓。三極體沒有放大作用，集電極和發射極相當於短路，常與截止配合於開關電路。

主要是根據兩個pn結的偏置條件來決定：

發射結正偏，集電結反偏——放大狀態；

發射結正偏，集電結也正偏——飽和狀態；

發射結反偏，集電結也反偏——截止狀態。

這些狀態之間的轉換，可以通過輸入電壓或者相應的輸入電流來控制，例如：在放大狀態時，隨著輸入電流的增大，當輸出電流在負載電阻上的壓降等於電源電壓時，則電源電壓就完全降落在負載電阻上，於是集電結就變成為0偏壓，並進而變為正偏壓——即由放大狀態轉變為飽和狀態。當輸入電壓反偏時，則發射結和集電結都成為了反偏，沒有電流通過，即為截止狀態。

正偏與反偏的區別：對於NPN電晶體，當發射極接電源正極、基極接負極時，則發射結是正偏，反之為反偏；當集電極接電源負極、基極（或發射極）接正極時，則集電結反偏，反之為正偏。總之，當p型半導體一邊接正極、n型半導體一邊接負極時，則為正偏，反之為反偏。

轉自 電子發燒友 http://www.elecfans.com/yuanqijian/sanjiguang/20091124113512.html

電工電子 劉崑山 http://m.dgdz.net/article20150425115548/aritcle927.html