资讯详情

正确理解三极管的放大区、饱和区、截止区

模拟电路非常重要。模拟电路三极管的应用是首要任务。正确理解三极管的放大区、饱和区和截止区是理解三极管的标志。

许多初学者会认为三极管是两个 PN 如下图所示:

这个想法是错误的。两个二极管的组合不能形成一个三极管。 NPN 以型三极管为例,如下图所示:

两个 PN 共用一个 P 区(又称基区),基区很薄,只有几微米到几十微米,就靠它把两个 PN 结有机地结合成一个不可分割的整体,它们之间有相互关联和相互影响,使三极管与两个单独的三极管完全不同 PN 结的特性。在外加电压的作用下,三极管形成基极电流、集电极电流和发射极电流,成为电流放大器件。

三极管的电流放大与其物理结构有关。三极管内部的物理过程非常复杂,初学者暂时不需要深入讨论。从应用的角度来看,三极管可以被视为电流分配器。三极管制成后,三电流之间的比例关系一般确定,如下图所示:

β 和 α 电流分配系数称为三极管,其中 β 大家都很熟悉,都叫电流放大系数。三个电流中,有一个电流发生变化,另外两个电流也会随着按比例地变化。例如,基极电流的变化量 ΔI b = 10 μA , β = 50 ,根据 ΔI c = βΔI b集电极电流的关系类型和变化量 ΔI c = 50×10 = 500μA ,实现电流放大。

三极管本身不能将小电流转化为大电流。它只控制电路中的电源,并按一定比例向三极管提供 I b 、 I c 和 I e 这三个电流。为了容易理解,我们仍然将电流与水流进行比喻,如下图所示:

这是两根粗细的水管。粗管配有闸门,由细管中的水量控制。如果细管中没有水流,粗管中的闸门就会关闭。注入细管的水量越大,闸门越大,流过粗管的水越多,体现了小控制大,弱控制强的道理。从图中可以看出,细管的水和粗管的水在下端汇合在一根管中。

三极管基极 b 、集电极 c 和发射极 e 与图中的细管、粗管和厚管相对应。如下图所示:

如果给三极管增加一定的电压,就会产生电流 Ib 、 I c 和 I e 。调节电位器 RP 改变基极电流 I b , I c也随之改变。由于 I c = βI b ,所以很小的 I b 控制比它大 β 倍的 I c。I c 它不是由三极管产生的,而是由电源 V CC 在 I b 在控制下提供的着能量转换的作用。

有了以上知识,很容易理解课本上说的话:

发射极偏集电极反偏,三极管放大;

发射极偏集电极在饱和区工作;

截止区域内发射极反偏集电极反偏工作;

在反向放大状态下,发射极反偏集电极正偏工作。

先假设是在饱和区,在计算C E两端的电压,以0.3伏作为饱和区放大区的判断标准(小于则为饱和模式,大于则为放大模式);当c e间电压为无穷大时即为截止区!

 

另一个说明:三极管的三种状态

三极管的三种状态也叫三个工作区域,即:截止区、放大区和饱和区。

(1)、截止区:三极管工作在截止状态,当发射结电压Ube小于0.6—0.7V的导通电压,发射结没有导通集电结处于反向偏置,没有放大作用。

(2)、放大区:三极管的发射极加正向电压,集电极加反向电压导通后,Ib控制Ic,Ic与Ib近似于线性关系,在基极加上一个小信号电流,引起集电极大的信号电流输出。

(3)、饱和区:当三极管的集电结电流IC增大到一定程度时,再增大Ib,Ic也不会增大,超出了放大区,进入了饱和区。饱和时,Ic最大,集电极和发射之间的内阻最小,电压Uce只有0.1V~0.3V,Uce<ube,发射结和集电结均处于正向电压。三极管没有放大作用,集电极和发射极相当于短路,常与截止配合于开关电路。< span>

 

主要是根据两个pn结的偏置条件来决定:

发射结正偏,集电结反偏——放大状态;

发射结正偏,集电结也正偏——饱和状态;

发射结反偏,集电结也反偏——截止状态。

这些状态之间的转换,可以通过输入电压或者相应的输入电流来控制,例如:在放大状态时,随着输入电流的增大,当输出电流在负载电阻上的压降等于电源电压时,则电源电压就完全降落在负载电阻上,于是集电结就变成为0偏压,并进而变为正偏压——即由放大状态转变为饱和状态。当输入电压反偏时,则发射结和集电结都成为了反偏,没有电流通过,即为截止状态。

 

正偏与反偏的区别:对于NPN晶体管,当发射极接电源正极、基极接负极时,则发射结是正偏,反之为反偏;当集电极接电源负极、基极(或发射极)接正极时,则集电结反偏,反之为正偏。总之,当p型半导体一边接正极、n型半导体一边接负极时,则为正偏,反之为反偏。

 

 

标签: a44三极管管子如此三极管处于放大状态

锐单商城拥有海量元器件数据手册IC替代型号,打造 电子元器件IC百科大全!

锐单商城 - 一站式电子元器件采购平台