三极管三种工作状态:放大区、饱和和与截止

三极管三种工作状态:放大区、饱和和与截止

三极管构成的放大电路,在实际应用中,除了用做放大器外(在放大区),三极管还有两种工作状态,即饱和与截止状态。
1.截止状态所谓截止,就是三极管在工作时,集电极电流始终为0。此时,集电极与发射极间电压接近电源电压。对于NPN 型硅三极管来说,当U be在0~0.5V 之间时,I b很小,无论I b怎样变化,I c都为0。此时,三极管的内阻(Rce)很大,三极管截止。当在维修过程中,测得U be低于0.5V 或Uce接近电源电压时,就可知道三极管处在截止状态。
2.当 U be在0.5~0.7V 之间时,U be的微小变化就能引起I b的较大变化,I b随U be基本呈线性变化,从而引起I c的较大变化(I c=βI b)。这时三极管处于放大状态,集电极与发射极间电阻(Rce)随U be可变。当在维修过程中,测得U be在0.5~0.7V 之间时,就可知道三极管处在放大状态。
3.饱和状态当三极管的基极电流(I b)达到某一值后,三极管的基极电流无论怎样变化,集电极电流都不再增大,一直处于最大值,这时三极管就处于饱和状态。三极管的饱和状态是以三极管集电极电流来表示的,但测量三极管的电流很不方便,可以通过测量三极管的电压U be及U ce来判断三极管是否进入饱和状态。当U be略大于0.7V 后,无论U be怎样变化,三极管的I c将不能再增大。此时三极管内阻(Rce)很小,U ce 低于0.1V,这种状态称为饱和。三极管在饱和时的U ce 称为饱和压降。当在维修过程中测量到U be在0.7V 左右、而U ce低于0.1V 时,就可知道三极管处在饱和状态。
放大原理
1、发射区向基区发射电子电源Ub经过电阻Rb加在发射结上,发射结正偏,发射区的多数载流子(自由电子)不断地越过发射结进入基区,形成发射极电流Ie。同时基区多数载流子也向发射区扩散,但由于多数载流子浓度远低于发射区载流子浓度,可以不考虑这个电流,因此可以认为发射结主要是电子流。
2、基区中电子的扩散与复合电子进入基区后,先在靠近发射结的附近密集,渐渐形成电子浓度差,在浓度差的作用下,促使电子流在基区中向集电结扩散,被集电结电场拉入集电区形成集电极电流Ic。也有很小一部分电子(因为基区很薄)与基区的空穴复合,扩散的电子流与复合电子流之比例决定了三极管的放大能力。
3、集电区收集电子由于集电结外加反向电压很大,这个反向电压产生的电场力将阻止集电区电子向基区扩散,同时将扩散到集电结附近的电子拉入集电区从而形成集电极主电流Icn。另外集电区的少数载流子(空穴)也会产生漂移运动,流向基区形成反向饱和电流,用Icbo来表示,其数值很小,但对温度却异常敏感。晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把正块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种,从三个区引出相应的电极,分别为基极b发射极e和集电极c。发射区和基区之间的PN结叫发射结,集电区和基区之间的PN结叫集电结。基区很薄,而发射区较厚,杂质浓度大,PNP型三极管发射区”发射”的是空穴,其移动方向与电流方向一致,故发射极箭头向里。NPN型三极管发射区”发射”的是自由电子,其移动方向与电流方向相反,故发射极箭头向外。发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。三极管的封装形式和管脚识别常用三极管的封装形式有金属封装和塑料封装两大类,引脚的排列方式具有一定的规律,底视图位置放置,使三个引脚构成等腰三角形的顶点上,从左向右依次为e b c;对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己,三个引脚朝下放置,则从左到右依次为e b c。

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