电路基础
1电流
正电荷在电路中的移动方向规定为电流的方向。
电流通常用字母“I”表示，单位为安培（简称安），用“A”表示，比安培小的单位有毫安（mA）、微安（μA），它们之间的换算关系为1A=103mA=106μA
直流电与交流电
直流电是指方向始终固定不变的电压或电流。能产生直流电的电源称为直流电源
直流电又分为稳定直流电和脉动直流电:
稳定直流电是指方向固定不变并且大小也不变的直流电。
脉动直流电是指方向固定不变，但大小随时间变化的直流电。
交流电是指方向和大小都随时间作周期性变化的电压或电流。
正弦交流电:（1）周期
交流电变化过程是不断重复的，交流电重复变化一次所需的时间称为周期，周期用T表示，单位是秒（s）
（2）频率
交流电在每秒钟内重复变化的次数称为频率，频率用f表示，它是周期的倒数，即f=1/T频率的单位是赫兹（Hz）
交流电在某一时刻的值称为交流电在该时刻的瞬时值。
2电阻
导体对电流的阻碍称为该导体的电阻，电阻通常用字母“R”表示，电阻的单位为欧姆（简称欧），用“Ω”表示，比欧姆大的单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ），它们之间的换算关系为1MΩ=103kΩ=106Ω
导体的电阻计算公式为:R=ρL/S
\[R=\frac{ρL}{S} \]L为导体的长度（单位：m），S为导体的横截面积（单位：m^2），ρ为导体的电阻率（单位：Ω·m）。不同的导体，ρ值一般不同。表1-1列出了一些常见导体的电阻率（20℃时）。导体的电阻除了与材料有关外，还受温度影响。一般情况下，导体温度越高电阻越大
电阻的串联
① 流过各串联电阻的电流相等，都为I。
② 电阻串联后的总电阻增大，总电阻等于各串联电阻之和，即R=R1+R2
③ 总电压等于各串联电阻上电压之和，即U=UR1+UR2
④ 电阻越大，两端电压越高，因为R1<R2，所以UR1<UR2。
电阻的并联
① 并联电阻两端的电压相等，即UR1=UR2
② 总电流等于流过各个并联电阻的电流之和，即I=I1+I2
③ 电阻并联总电阻减小，总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和，即1/R=1/R1+1/R2
④ 在并联电路中，电阻越小，流过电阻的电流越大，因为R1<R2，所以I1>I2。
电阻的混联
一个电路中的电阻连接方式既有串联又有并联时，称为电阻的混联
对于电阻混联电路总电阻可以这样求：先求并联电阻的总电阻，然后再求串联电阻与并联电阻的总电阻之和
3电位:
电压:
电动势:由于电源内部的电流是由负极流向正极，故电源的电动势方向规定为从电源负极指向正极。
4电路的3种状态
通路:电路畅通，有正常的电流流过负载，负载正常工作。
开路:电路断开，无电流流过负载，负载不工作。
短路:电路中有很大电流流过，但电流不流过负载，负载不工作。由于电流很大，电源和导线很容易被烧坏。
5 接地与屏蔽
接地:接地符号处的电位规定为0V,标有接地符号的地方都是相通的。
屏蔽:屏蔽的具体做法是用金属材料（称为屏蔽罩）将元器件或电路封闭起来，再将屏蔽罩接地。
6欧姆定律
欧姆定律的内容是：在电路中，流过电阻的电流I的大小与电阻两端的电压U成正比，与电阻R的大小成反比，即I=U/R
某点电压指的是该点与地之间的电压.
7电功
电流流过一些用电设备时是会做功的，电流做的功称为电功。用电设备做功的大小不但与加到用电设备两端的电压及流过用电设备的电流有关，而且与通电时间长短有关。W=UIt
\[W=UIt \]W表示电功，单位为焦（J）；U表示电压，单位为伏（V）；I表示电流，单位为安（A）；t表示时间，单位为秒（s）。
电功率:电功率是指单位时间里电流通过用电设备所做的功。电功率常用P表示，单位为瓦（W），此外还有千瓦（kW）和毫瓦（mW），它们之间的换算关系是1kW=103W=106mW
\[\ P=UI \\ \ P=I^2R \\ \ P=\frac{U^2}{R}\\ \]千瓦时（kW·h）来表示，千瓦时也称度。1kW·h=1度，千瓦时与焦耳的关系是
1kW·h=1×103W×（60×60）s=3.6×106W·s=3.6×10^6J
焦耳定律:电流流过导体，导体发出的热量与导体流过的电流、导体的电阻和通电的时间有关。
电流流过导体时导体会发热，这种现象称为电流的热效应。
Q表示热量，单位为焦耳（J）；R表示电阻，单位为欧姆（Ω）；t表示时间，单位为秒（s）。
8 固定电阻器:固定电阻器是指生产出来后阻值就固定不变的电阻器。
电阻器的功能主要有降压限流、分流和分压。
阻值与误差的表示方法:
为了表示阻值的大小，电阻器在出厂时会在表面上标注阻值。标注在电阻器上的阻值称为标称阻值。电阻器的实际阻值与标称阻值往往有一定的差距，这个差距称为误差。电阻器标注阻值和误差的方法主要有直标法和色环法。
1. 直标法:直标法是指用文字符号（数字和字母）在电阻器上直接标注出阻值和误差的方法
2. 色环法:色环法是指在电阻器上标注不同颜色色环来表示阻值和误差的方法。
额定功率是指在一定的条件下元件长期使用允许承受的最大功率。电阻器额定功率越大，允许流过的电流越大
选用举例:
在选用电阻器时，主要考虑电阻器的阻值、误差、额定功率和极限电压。
① 确定阻值。用欧姆定律可求出电阻器的阻值R=U/I
② 确定误差。对于电路来说，误差越小越好，这里选择电阻器误差为±5％，若难以找到误差为±5％，也可选择误差为±10％。
③ 确定功率。根据功率计算公式可求出电阻器的功率大小为P=I^2R为了让电阻器能长时间使用，选择的电阻器功率应在实际功率的两倍以上
④ 确定被选电阻器的极限电压是否满足电路需要。当电阻器用在高电压小电流的电路时，可能功率满足要求，但电阻器的极限电压小于电路加到它两端的电压，电阻器会被击穿。
电阻器选用技巧
① 对于要求不高的电路，在选择电阻器时，其阻值和功率应与要求值尽量接近，并且额定功率只能大于要求值，若小于要求值，电阻器容易被烧坏。
② 若无法找到某个阻值的电阻器，可采用多个电阻器并联或串联的方式来解决。电阻器串联时阻值增大，并联时阻值减小。
③ 若某个电阻器功率不够，可采用多个大阻值的小功率电阻器并联，或采用多个小阻值小功率的电阻器串联，不管是采用并联还是串联，每个电阻器承受的功率都会变小。
电阻器的极限电压可用下面公式求得：
\[U=\sqrt{PR}\\ \]用指针万用表检测固定电阻器的过程如下。
第一步：将万用表的挡位开关拨至合适挡位。
第二步：进行欧姆校零。将红、黑表笔短路，观察表针是否指在“Ω”刻度线的“0”刻度处，若未指在该处，应调节欧姆校零旋钮，让表针准确指在“0”刻度处。
第三步：将红、黑表笔分别接电阻器的两个引脚，再观察表针指在“Ω”刻度线的位置
若万用表测量出来的阻值与电阻器的标称阻值（2kΩ）相同，说明该电阻器正常（若测量出来的阻值与电阻器的标称阻值有些偏差，但在误差允许范围内，电阻器也算正常）。
若测量出来的阻值无穷大，说明电阻器开路。
若测量出来的阻值为0，说明电阻器短路。
若测量出来的阻值大于或小于电阻器的标称阻值，并超出误差允许范围，说明电阻器变值。
电位器：电位器是一种阻值可以通过调节而变化的电阻器，又称可变电阻器。
9电容器
电容器是一种可以储存电荷的元器件。相距很近且中间隔有绝缘介质（如空气、纸和陶瓷等）的两块导电极板就构成了电容器，电容器也简称电容。
电容器主要参数有标称容量、允许误差、额定电压和绝缘电阻等。
1. 容量与允许误差
电容器能储存电荷，其储存电荷的多少称为容量。这一点与蓄电池类似，不过蓄电池储存电荷的能力比电容器大得多。电容器的容量越大，储存的电荷越多。电容器的容量大小与下面的因素有关。
① 两导电极板的相对面积。相对面积越大，容量越大。
② 两极板之间的距离。极板相距越近，容量越大。
③ 两极板中间的绝缘介质。在极板相对面积和距离相同的情况下，绝缘介质不同的电容器，其容量不同。
电容器的容量单位有法拉（F）、毫法（mF）、微法（μF）、纳法（nF）和皮法（pF），它们的关系是：
1F=10^3mF=10^6μF=10^9nF=10^12pF
2. 额定电压
额定电压又称电容器的耐压值，是指在正常条件下电容器长时间使用两端允许承受的最高电压。
3. 绝缘电阻
电容器两极板之间隔着绝缘介质，绝缘电阻用来表示绝缘介质的绝缘程度。
一般情况下，无极性电容器的绝缘电阻为无穷大，而有极性电容器（电解电容器）绝缘电阻很大，但一般达不到无穷大。
在容量不变的情况下，电容器储存的电荷数与其两端电压成正比，即：Q表示电荷数（单位：库仑），C表示容量（单位：法拉），U表示电容器两端的电压（单位：伏特）
\[ Q=CU \]电容器的“隔直”和“通交”是指直流不能通过电容器，而交流能通过电容器。
电容器虽然能通过交流，但对交流也有一定的阻碍，这种阻碍称之为容抗，用XC表示，容抗的单位是欧姆（Ω）。
电容器的容抗与交流信号频率、电容器的容量有关，交流信号频率越高，电容器对交流信号的容抗越小，电容器容量越大，它对交流信号的容抗越小。
电容器“两端电压不能突变”.
XC表示容抗，f表示交流信号频率，C表示电容器的容量法拉，π为常数3.14。
固定电容器可分为无极性电容器和有极性电容器。
1. 无极性电容器
无极性电容器的引脚无正、负极之分。
无极性电容器的容量小，但耐压高。
2. 有极性电容器
有极性电容器又称电解电容器，引脚有正、负之分。有极性电容器的容量大，但耐压较低。
有极性电容器正确的连接方法是：电容器正极接电路中的高电位，负极接电路中的低电位。
有极性电容器的引脚极性判别:
方法一：对于未使用过的新电容，可以根据引脚长短来判别。引脚长的为正极，引脚短的为负极
方法二：根据电容器上标注的极性判别。电容器上标“+”的引脚为正极，标“-”的引脚为负极
方法三：用万用表判别,反接电阻大。
1. 电容器的并联
两个或两个以上电容器头头相连、尾尾相接称为电容器并联。
电容器并联后的总容量增大，总容量等于所有并联电容器的容量之和:C=C1+C2+C3
电容器并联后的总耐压以耐压最小的电容器的耐压为准
2. 电容器的串联
两个或两个以上电容器在电路中头尾相连就是电容器的串联
电容器串联后总容量减小，总容量比容量最小电容器的容量还小。电容器串联后总容量的计算公式是：总容量的倒数等于各电容器容量倒数之和
1/C=1/C1+1/C2
C=C1*C2/C1+C2
在电路中，串联的各个电容器两端的电压与容量成反比
当电容器串联时，容量小的电容器应尽量选用耐压大的，以接近或等于电源电压为佳
电容器的选用:
电容器是一种较常用的电子元器件，在选用时可遵循以下原则。
（1）标称容量要符合电路的需要。对于一些对容量大小有严格要求的电路（如定时电路、延时电路和振荡电路等），选用的电容器其容量应与要求相同，对于一些对容量要求不高的电路（如耦合电路、旁路电路、电源滤波和电源退耦等），选用的电容器其容量与要求相近即可。
（2）工作电压要符合电路的需要。为了保证电容器能在电路中长时间正常工作，选用的电容器其额定电压应略大于电路可能出现的最高电压，大于的范围为10％～30％。
（3）电容器特性尽量符合电路需要。不同种类的电容器有不同的特性，为了让电路工作状态尽量最佳，可针对不同电路的特点来选择适合种类的电容器。下面是一些电路选择电容器的规律。
① 对于电源滤波、退耦电路和低频耦合、旁路电路，一般选择电解电容器。
② 对于中频电路，一般可选择薄膜电容器和金属化纸介电容器。
③ 对于高频电路，应选用高频特性良好的电容器，如瓷介电容器和云母电容器。
④ 对于高压电路，应选用工作电压高的电容器，如高压瓷介电容器。
⑤ 对于频率稳定性要求高的电路（如振荡电路、选频电路和移相电路），应选用温度系数小的电容器。
10电感器
将导线在绝缘支架上绕制一定的匝数（圈数）就构成了电感器
电感器的主要参数有电感量、误差、品质因数和额定电流等。
电感器由线圈组成，当电感器通过电流时就会产生磁场，电流越大，产生的磁场越强，穿过电感器的磁场（又称为磁通量ϕ）就越大。
电感器的电感量大小主要与线圈的匝数（圈数）、绕制方式和磁芯材料等有关。线圈匝数越多、绕制的线圈越密集，电感量就越大；有磁芯的电感器比无磁芯的电感量大；电感器的磁芯磁导率越高，电感量也就越大。
实验证明，通过电感器的磁通量ϕ和通入的电流I成正比关系。磁通量ϕ与电流的比值称为自感系数，又称电感量L，电感量的基本单位为亨利（简称亨），用字母“H”表示，此外还有毫亨（mH）和微亨（μH），它们之间的关系是：1H=10^3mH=10^6μH用公式表示为:
品质因数也称Q值，是衡量电感器质量的主要参数。品质因数是指当电感器两端加某一频率的交流电压时，其感抗XL（XL=2πfL）与直流电阻R的比值。感抗越大或直流电阻越小，品质因数就越大。电感器对交流信号的阻碍称为感抗，其单位为欧姆。电感器的感抗大小与电感量有关，电感量越大，感抗越大。提高品质因数既可通过提高电感器的电感量来实现，也可通过减小电感器线圈的直流电阻来实现.用公式表示为:
电感器“通直阻交”与感抗说明
电感器具有“通直阻交”的性质。电感器的“通直阻交”是指电感器对通过的直流信号阻碍很小，直流信号可以很容易通过电感器，而交流信号通过时会受到较大的阻碍。
电感器对通过的交流信号有较大的阻碍，这种阻碍称为感抗，感抗用XL表示，感抗的单位是欧姆（Ω）。电感器的感抗大小与自身的电感量和交流信号的频率有关，XL表示感抗，单位为Ω；f表示交流信号的频率，单位为Hz；L表示电感器的电感量，单位为H。感抗大小可以用以下公式计算：
电感器具有“阻碍变化的电流”的性质，当变化的电流流过电感器时，电感器会产生自感电动势来阻碍变化的电流。
只要流过电感器的电流发生变化（不管是增大还是减小），电感器都会产生自感电动势，电动势的方向总是阻碍电流的变化。
高频扼流圈
高频扼流圈又称高频阻流圈，它是一种电感量很小的电感器，常用在高频电路中
高频扼流圈在电路中的作用是“阻高频，通低频”。当高频扼流圈输入高、低频信号和直流信号时，高频信号不能通过，只有低频和直流信号能通过。
低频扼流圈
低频扼流圈又称低频阻流圈，是一种电感量很大的电感器，常用在低频电路（如音频电路和电源滤波电路）中
低频扼流圈是用较细的漆包线在铁芯（硅钢片）或铜芯上绕制很多匝数制成的。低频扼流圈在电路中的作用是“通直流，阻低频”。
当低频扼流圈输入高、低频和直流信号时，高、低频信号均不能通过，只有直流信号才能通过
电感器的串联与并联
电感器串联时具有以下特点。
① 流过每个电感器的电流大小都相等。
② 总电感量等于每个电感器电感量之和，即L=L1+L2。
③ 电感器两端电压大小与电感量成正比，即U1/U2=L1/L2。
电感器并联时具有以下特点。
① 每个电感器两端电压都相等。
② 总电感量的倒数等于每个电感器电感量倒数之和，即1/L=1/L1+1/L2。
③ 流过电感器的电流大小与电感量成反比，即I1/I2=L2/L1。
11变压器
变压器“变压”和“变流”说明
1. 改变交流电压
变压器既可以升高交流电压，也能降低交流电压。在忽略电能损耗的情况下，变压器一次电压U1、二次电压U2与一次绕组匝数N1、二次绕组匝数N2的关系为：U1/U2=N1/N2=n;
n称为匝数比或电压比，由上面的式子可知如下几点。
① 当二次绕组匝数N2多于一次绕组的匝数N1时，二次电压U2就会高于一次电压U1。当
n小于1时，变压器可以提升交流电压，故电压比n小于1的变压器称为升压变压器。
② 当二次绕组匝数N2少于一次绕组的匝数N1时，变压器能降低交流电压，故n>1的变压器称为降压变压器。
③ 当二次绕组匝数N2与一次绕组的匝数N1相等时，变压器不会改变交流电压的大小，即一次电压U1与二次电压U2相等。这种变压器虽然不能改变电压大小，但能对一次、二次电路进行电气隔离，故n=1的变压器常用作隔离变压器。
2. 改变交流电流
变压器不但能改变交流电压的大小，还能改变交流电流的大小。由于变压器对电能损耗很少，可忽略不计，故变压器的输入功率P1与输出功率P2相等，即：P1=P2
U1·I1=U2·I2
U1/U2=I2/I1
从上面式子可知，变压器的一次、二次电压与一、二次电流成反比，若提升了二次电压，就会使二次电流减小，降低二次电压，二次电流会增大。
综上所述，对于变压器来说，匝数越多的线圈两端电压越高，流过的电流越小。
12二极管
导电性能介于导体与绝缘体之间的材料称为半导体。
常见的半导体材料有硅、锗和硒等。利用半导体材料可以制作各种各样的半导体元器件，如二极管、三极管、场效应管和晶闸管等都是由半导体材料制作而成的。
1. 半导体的特性
半导体的主要特性如下。
① 掺杂性。当往纯净的半导体中掺入少量某些物质时，半导体的导电性就会大大增强。二极管、三极管就是用掺入杂质的半导体制成的。
② 热敏性。当温度上升时，半导体的导电能力会增强，利用该特性可以将某些半导体制成热敏器件。
③ 光敏性。当有光线照射半导体时，半导体的导电能力也会显著增强，利用该特性可以将某些半导体制成光敏器件。
2. 半导体的类型
半导体主要有三种类型：本征半导体、N型半导体和P型半导体。
① 本征半导体。纯净的半导体称为本征半导体，它的导电能力是很弱的，在纯净的半导体中掺入杂质后，导电能力会大大增强。
② N型半导体。在纯净半导体中掺入五价杂质（原子核最外层有5个电子的物质，如磷、砷和锑等）后，半导体中会有大量带负电荷的电子（因为半导体原子核最外层一般只有4个电子，所以可理解为当掺入五价元素后，半导体中的电子数偏多），这种电子偏多的半导体叫作“N型半导体”。
③ P型半导体。在纯净半导体中掺入三价杂质（如硼、铝和镓）后，半导体中电子偏少，有大量的空穴（可以看作正电荷）产生，这种空穴偏多的半导体叫作“P型半导体”。
二极管结构
当P型半导体（含有大量的正电荷）和N型半导体（含有大量的电子）结合在一起时，P型半导体中的正电荷向N型半导体中扩散，N型半导体中的电子向P型半导体中扩散，于是在P型半导体和N型半导体中间就形成一个特殊的薄层，这个薄层称之为PN结。
从含有PN结的P型半导体和N型半导体两端各引出一个电极并封装起来就构成了二极管，与P型半导体连接的电极称为正极（或阳极），用“+”或“A”表示；与N型半导体连接的电极称为负极（或阴极），用“-”或“K”表示。
当二极管的正极与电源正极连接，负极与电源负极相连时，二极管能导通，反之二极管不能导通。二极管这种单方向导通的性质称为二极管的单向导电性。
二极管的正向特性是：当二极管加正向电压时不一定能导通，只有正向电压达到门电压时，二极管才能导通。
硅材料二极管的门电压为0.5～0.7V，锗材料二极管的门电压为0.2～0.3V。
二极管的反向特性是：当二极管加较低的反向电压时不能导通，但反向电压达到反向击穿电压时，二极管会反向击穿导通
反向特性是指给二极管加反向电压（二极管正极接低电位，负极接高电位）时的特性。
在反向电压不高时，没有电流流过二极管，二极管不能导通。反向击穿电压一般很高，远大于正向导通电压，不同型号的二极管反向击穿电压不同，低的十几伏，高的有几千伏。普通二极管反向击穿导通后通常是损坏性的，所以反向击穿导通的普通二极管一般不能再使用。
二极管的常见故障有开路、短路和性能不良
正常二极管的正向电阻小、反向电阻很大。
若测得二极管正、反电阻均为0，说明二极管短路。
若测得二极管正、反向电阻均为无穷大，说明二极管开路。
若测得正、反向电阻差距小（即正向电阻偏大，反向电阻偏小），说明二极管性能不良。
整流二极管和开关二极管
整流二极管的功能是将交流电转换成直流电。
二极管允许交流电一个半周通过而阻止另一个半周通过，其功能称为整流，该二极管称为整流二极管。
整流桥堆:全桥有4个引脚，标有“～”两个引脚为交流电压输入端，标有“+”和“-”分别为直流电压的“+”和“-”输出端。
高压二极管是一种耐压很高的二极管，在结构上相当于多个二极管串叠在一起构成的。高压硅堆是一种结构功能与高压二极管基本相同的元件，高压硅堆一般体积较大。高压二极管和高压硅堆的最高反向工作电压多在千伏以上，在电路中用作高压整流、隔离和保护。
稳压二极管
稳压二极管又称齐纳二极管或反向击穿二极管，它在电路中起稳压作用。
在电路中，稳压二极管可以稳定电压。要让稳压二极管起稳压作用，须将它反接在电路中（即稳压二极管的负极接电路中的高电位，正极接低电位），稳压二极管在电路中正接时的性质与普通二极管相同。
稳压二极管的稳压原理可概括为：当外加电压低于稳压二极管稳压值时，稳压二极管不能导通，无稳压功能；当外加电压高于稳压二极管稳压值时，稳压二极管反向击穿，两端电压保持不变，其大小等于稳压值。（注：为了保护稳压二极管并使它具有良好的稳压效果，需要给稳压二极管串接限流电阻）。
稳定电压是指稳压二极管工作在反向击穿时两端的电压值。
最大稳定电流是指稳压二极管正常工作时允许通过的最大电流。稳压管在工作时，实际工作电流要小于该电流，否则会因为长时间工作而损坏。
最大耗散功率是指稳压二极管通过反向电流时允许消耗的最大功率，它等于稳定电压和最大稳定电流的乘积。在使用中，如果稳压二极管消耗的功率超过该功率就容易损坏。
肖特基二极管
肖特基二极管是一种低功耗、大电流、超高速的半导体整流二极管，其工作电流可达几千安，而反向恢复时间可短至几纳秒。二极管的反向恢复时间越短，从截止转为导通的切换速度越快，普通整流二极管反向恢复时间长，无法在高速整流电路中正常工作。另外，肖特基二极管的正向导通电压较普通硅二极管低，约0.4V。
由于肖特基二极管导通、截止状态可高速切换，主要用在高频电路中。由于面接触型的肖特基二极管工作电流大，故变频器、电机驱动器、逆变器和开关电源等设备中整流二极管、续流二极管和保护二极管常采用面接触型的肖特基二极管；对于点接触型的肖特基二极管，其工作电流稍小，常在高频电路中用作检波或小电流整流。
肖特基二极管的缺点是反向耐压低，一般在100V以下，因此不能用在高电压电路中。肖特基二极管与普通二极管一样具有单向导电性，其极性和好坏检测方法与普通二极管相同。
① 快恢复二极管的反向恢复时间为几百纳秒，肖特基二极管更快，可达几纳秒。
② 快恢复二极管的反向击穿电压高（可达几千伏），肖特基二极管的反向击穿电压低（一般在100V以下）。
③ 快恢复二极管的功耗较大，而肖特基二极管功耗相对较小。
因此，快恢复二极管主要用在高电压、小电流的高频电路中，肖特基二极管主要用在低电压、大电流的高频电路中。
13三极管
三极管是一种电子电路中应用广泛的半导体元器件。它有放大、饱和和截止三种状态，因此不但可在电路中用来放大信号，还可当作电子开关使用。
三极管又称晶体三极管，是一种具有放大功能的半导体器件。
三极管有PNP型和NPN型两种。三极管的三个电极分别称为集电极（用c或C表示）、基极（用b或B表示）和发射极（用e或E表示）
三极管内部有两个PN结，其中基极和发射极之间的PN结称为发射结，基极与集电极之间的PN结称为集电结。两个PN结将三极管内部分作三个区，与发射极相连的区称为发射区，与基极相连的区称为基区，与集电极相连的区称为集电区。发射区的半导体掺入杂质多，故有大量的电荷，便于发射电荷；集电区掺入的杂质少且面积大，便于收集发射区送来的电荷；基区处于两者之间，发射区流向集电区的电荷要经过基区，故基区可控制发射区流向集电区电荷的数量，基区就像设在发射区与集电区之间的关卡。
单独三极管是无法正常工作的，在电路中需要为三极管各极提供电压，让它内部有电流流过，这样的三极管才具有放大能力。为三极管各极提供电压的电路称为偏置电路。
1. PNP型三极管的电流、电压规律
流经发射极的电流称为Ie电流，流经基极的电流称为Ib电流，流经集电极的电流称为Ic电流。
PNP型三极管的Ie、Ib、Ic电流的关系是：Ib+Ic=Ie，并且Ic电流要远大于Ib电流。
PNP型三极管Ue、Ub、Uc电压之间的关系是：Ue>Ub>Uc
Ue>Ub可以使发射区的电压较基区的电压高，两区之间的发射结（PN结）导通，这样发射区大量的电荷才能穿过发射结到达基区。PNP型三极管发射极与基极之间的电压（电位差）Ueb（Ueb=Ue-Ub）称为发射结正向电压。
Ub>Uc可以使集电区电压较基区电压低，这样才能使集电区有足够的吸引力（电压越低，对正电荷吸引力越大），将基区内大量电荷吸引穿过集电结而到达集电区。
2. NPN型三极管的电流、电压规律
NPN型三极管Ie、Ib、Ic电流的关系是：Ib+Ic=Ie，并且Ic电流要远大于Ib电流。
NPN型三极管Ue、Ub、Uc电压之间的关系是：Ue<Ub<Uc
Uc>Ub可以使基区电压较集电区电压低，这样基区才能将集电区的电荷吸引穿过集电结而到达基区。
Ub>Ue可以使发射区的电压较基极的电压低，两区之间的发射结（PN结）导通，基区的电荷才能穿过发射结到达发射区。
NPN型三极管基极与发射极之间的电压Ube（Ube=Ub-Ue）称为发射结正向电压。
放大原理
当三极管的基极电流Ib有微小的变化时，集电极电流Ic会有很大的变化，Ic电流的变化量是Ib电流变化量的很多倍，这就是三极管的放大原理。
放大倍数：三极管集电极电流Ic与基极电流Ib的比值称为三极管的直流放大倍数（用β或hFE表示），直流放大倍数即：
三极管的集电极电流变化量∆Ic与基极电流变化量∆Ib的比值称为交流放大倍数（用β或hFE表示），交流放大倍数即：
截止、放大和饱和状态说明
三极管的状态有三种：截止、放大和饱和。
三极管无Ib、Ic、Ie电流流过的状态（即Ib、Ic、Ie都为0）称为截止状态。
三极管有Ib、Ic、Ie电流流过且满足Ic=βIb的状态称为放大状态。
三极管有很大的Ib、Ic、Ie电流流过且满足Ic<βIb的状态称为饱和状态。
综上所述，当三极管处于截止状态时，无Ib、Ic、Ie电流通过；当三极管处于放大状态时，有Ib、Ic、Ie电流通过，并且Ib变化时Ic也会变化（即Ib电流可以控制Ic电流），三极管具有放大功能；当三极管处于饱和状态时，有很大的Ib、Ic、Ie电流通过，Ib变化时Ic不会变化（即Ib电流无法控制Ic电流）。
当三极管处于不同状态时，集电结和发射结也有相对应的特点。不论是NPN型还是PNP型三极管，在三种状态下，其发射结和集电结都有如下特点。
① 处于放大状态时，发射结正偏导通，集电结反偏。
② 处于饱和状态时，发射结正偏导通，集电结也正偏。
③ 处于截止状态时，发射结反偏或正偏但不导通，集电结反偏。
三种状态的应用电路
三极管可以工作在三种状态，处于不同状态时可以实现不同的功能。当三极管处于放大状态时，可以对信号进行放大，当三极管处于饱和与截止状态时，可以当成电子开关使用。
