三極體原理全總結

2021-03-03 23:11:21 字數 4741 閱讀 7707

1、三極體的正偏與反偏:給pn結加的電壓和pn結的允許電流方向一致的叫正偏,否則就是反偏。即當p區(陽極)電位高於n區電位時就是正偏,反之就是反偏。

例如npn型三極體,位於放大區時,uc>ub集電極反偏,ub>ue發射極正偏。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。

npn和pnp主要是電流方向和電壓正負不同。

npn是用b—e的電流(ib)控制c—e的電流(ic),e極電位最低,且正常放大時通常c極電位最高,即vc>vb>ve。

pnp是用e—b的電流(ib)控制e—c的電流(ic),e極電位最高,且正常放大時通常c極電位最低,即vc2、三極體的三種工作狀態:放大、飽和、截止

(1)放大區:發射結正偏,集電結反偏。對於npn管來說,發射極正偏即基極電壓ub>發射極電壓ue,集電結反偏就是集電極電壓uc>基極電壓ub。

放大條件:npn管:uc>ub>ue;pnp管:

ue>ub>uc。

(2)飽和區:發射結正偏、集電結正偏--be、ce兩pn結均正偏。即飽和導通條件:

npn管:ub>ue,ub>uc,pnp型管:ue>ub,uc>ub。

飽合狀態的特徵是:三極體的電流ib、ic 都很大,但管壓降uce 卻很小,uce≈0。這時三極體的c、e 極相當於短路,可看成是乙個開關的閉合。

飽和壓降,一般在估算小功率管時,對矽管可取0.3v,對鍺管取0.1v。

此時的,ic幾乎僅決定於ib,而與uce無關,表現出ib對ic的控制作用。

(3)截止區:發射結反偏,集電結反偏。由於兩個pn 結都反偏,使三極體的電流很小,ib≈0,ic≈0,而管壓降uce 卻很大。

這時的三極體c、e 極相當於開路。可以看成是乙個開關的斷開。

3、三極體三種工作區的電壓測量

如何判斷電路中的乙個npn矽電晶體處於飽和,放大,截止狀態?用電壓表測基極與射極間的電壓ube。

飽和狀態 eb有正偏壓約0.65v左右,ce電壓接近0v.

放大狀態 eb有正偏壓約0.6v,ce電壓大於0.6v小於電源電壓.

截止狀態 eb電壓低於0.6v,ce電壓等於或接近電源.

在實際工作中,可用測量bjt各極間電壓來判斷它的工作狀態。npn型矽管的典型資料是:飽和狀態ube=0.

7v,uce=0.3v;放大區ube=0.7v;截止區ube=0v。

這是對可靠截止而言,實際上當ube<0.5v時,即已進入截止狀態。對於pnp管,其電壓符號應當相反。

截止區:就是三極體在工作時,集電極電流始終為0。此時,集電極與發射極間電壓接近電源電壓。

對於npn型矽三極體來說,當ube在0~0.5v 之間時,ib很小,無論ib怎樣變化,ic都為0。此時,三極體的內阻(rce)很大,三極體截止。

當在維修過程中,測得ube低於0.5v或uce接近電源電壓時,就可知道三極體處在截止狀態。

放大區:當ube在0.5~0.

7v 之間時,ube的微小變化就能引起ib的較大變化,ib隨ube基本呈線性變化,從而引起ic的較大變化(ic=βib)。這時三極體處於放大狀態,集電極與發射極間電阻(rce)隨ube可變。當在維修過程中,測得ube在0.

5~0.7v之間時,就可知道三極體處在放大狀態。

飽和區:當三極體的基極電流(ib)達到某一值後,三極體的基極電流無論怎樣變化,集電極電流都不再增大,一直處於最大值,這時三極體就處於飽和狀態。三極體的飽和狀態是以三極體集電極電流來表示的,但測量三極體的電流很不方便,可以通過測量三極體的電壓ube及uce來判斷三極體是否進入飽和狀態。

當ube略大於0.7v後,無論ube怎樣變化,三極體的ic將不能再增大。此時三極體內阻(rce)很小,uce低於0.

1v,這種狀態稱為飽和。三極體在飽和時的uce 稱為飽和壓降。當在維修過程中測量到ube在0.

7v 左右、而uce低於0.1v 時,就可知道三極體處在飽和狀態。

截止區:ub<=uce且uce>ube

放大區:ube>uon且uce>=ube,即uc>ub>ue。

飽和區:ube>uon且ucenpn型三極體導通時(飽和狀態)ce間電壓約為0.3v,pnp型三極體飽和導通條件ve>vb,vc>vb,ec間電壓也約等於0.

3v。npn型三極體截止時只需發射極反偏即可,pnp型三極體與npn型三極體截止條件相同。

4、三極體用於開關電路的原理

兩個pn結都導通,三極體導通,這時三極體處於飽和狀態,即開關電路的「開」狀態,這時ce極間電壓小於be極間電壓。兩個pn結均反偏,即為開關電路的「關」狀態,三極體截止。

5.三極體構成放大器有三種電路連線方式

共射極放大器,發射極為公共端,基極為輸入端,集電極為輸出端。

共集極放大器,集電極為公共端,基極為輸入端,發射極為輸出端。

共基極放大器,基極為公共端,發射極為輸入端,集電極為輸出端。

6、pnp管和npn管的用法

a.如果輸入乙個高電平,而輸出需要乙個低電平時,首選擇npn。

b.如果輸入乙個低電平,而輸出需要乙個低電平時,首選擇pnp。

c.如果輸入乙個低電平,而輸出需要乙個高電平時,首選擇npn。

d.如果輸入乙個高電平,而輸出需要乙個高電平時,首選擇pnp。

npn基極高電壓,極電極與發射極短路(導通).低電壓,極電極與發射極開路.也就是不工作。

pnp基極高電壓,極電極與發射極開路,也就是不工作。如果基極加低電位,集電極與發射極短路(導通)。

7、晶體三極體是一種電流控制項。在實際使用中常常利用三極體的電流放大作用,通過電阻(在三極體的集電極與電源之間接乙個電阻)轉變為電壓放大作用。

共射極電路的電流放大係數為β,共基極電路的電流放大倍數為α。α的值小於1但接近於1,而β的值則遠大於1(通常在幾十到幾百的範圍內),所以ic>>ib。由於這個緣故,共射極電路不但能得到電壓放大,還可得到電流放大,致使共射極電路是目前應用最廣泛的一種組態。

8、三極體在電路的應用

由於微控制器的輸出電流很小,不能直接驅動led,需要加裝擴流電路,最簡單的就是加裝乙個射極跟隨器(共集電極電路)足以驅動led了。射極跟隨器的發射極接負載,集電極接地,基極接微控制器io口。

共射極接法和共集電極接法的區別

共集、共基、共射指的是電路,是三極體電路的連線狀態而不是三極體。所謂「共」,就是輸入、輸出迴路共有的部分。其判斷是在交流等效電路下進行的。

在交流通路下,電源正極相當於接地。哪乙個極接地,就是共哪個極電路。

共集電極電路----三極體的集電極接地,集電極是輸入與輸出的公共極;

共基極電路----三極體的基極接地,基極是輸入與輸出的公共極;

共發射極電路----三極體的發射極接地,發射極是輸入與輸出的公共極。

8.1、npn管在電路中的應用

區別很大。

首先,你的圖有些問題,在b極、e或c極回路上必須要有限流電阻,不然會燒元件或者拉低電壓的。

q1應該是共集電極電路吧,q2算共射電路。此處輸入電壓3v3代表3.3v。一般情況不使用q1電路,都使用q2電路。

q1電路中,隨著q1的導通,e極電壓上公升,公升到e極電壓上公升到3v(鍺管)或2.6v(矽管)時,q1的be結電壓開始減小,使q1欲退出飽和狀態,如此q1的電壓就鉗在3v或2.6v左右,q1的輸出電壓相對較低,不可能超過3v(按鍺管算,be也得0.

3v的壓降)。因為ube=0.7v(矽管)/0.

3v(鍺管)。

q1電路無法進入飽和狀態?如果q1進入飽和狀態,電流ic增大,集電極本來就有限流電阻r,ic*r>vcc-ie*rled? rled為led的電阻。

q2電路簡單,只要be電壓達到0.3v(鍺管)或0.7v(矽管),q2飽和導通,5v電壓就加於負載。負載電壓不受b極驅動電壓的影響。

綜上所述:npn管(高電平導通)採用共集電極接法時輸出電壓較低,採用共射極接法時輸出電壓相對較高。

8.2 pnp管在電路中的應用

兩種接法各有用途,不能說哪種更好

左邊是共發射極接法,右邊是共集電極接法,由於發射極和基極間的電位只差0.7v,大致可看成ve=vb,因此又叫做射級跟隨器。

當目的是要驅動乙個數字量器件(如繼電器/蜂鳴器)時,左邊的共射電路是最標準的用法:t1要麼截止要麼飽和導通,導通時t1上的壓降很小,電源電壓幾乎都落到負載b1上,t1相當於乙個開關。採用右圖的射隨接法繼電器/蜂鳴器雖也能工作,但因三極體不會飽和,使得負載得不到接近電源的電壓,反而要使三極體的功耗增大,是值得注意的。

左圖:拉低t1的基極電平使其導通(限流電阻不可省),t1即飽和,vce僅約0.2v。

右圖:拉低t2的基極電平(假設為0.3v),t2雖導通但無法完全飽和,因導通的條件是vbe(實際應為veb)上有0.

7v,所以t2的vce(實際應為vec)=0.3+0.7=1v。

可見左右兩種電路在三極體c-e上的壓降不同,右圖三極體的功耗要大於左圖,負載上得到的電壓則較低。

綜上所述,pnp管(低電平導通)採用共集電極接法時無法進入飽和狀態,採用共射極接法時飽和壓降低。

所以在電路中不管是pnp管還是npn管一般採用共射極接法,即集電極接負載;共集電極接法(又稱射級跟隨器)有電流放大而無電壓放大。

如果把三極體當開關用,負載最好接在集電極(不管是npn還是pnp管),這樣接導通時飽和壓降小一點。接在集電極作負載的是電壓放大,接在發射極做負載的是電流放大。

不管是npn還是pnp三極體負載可以接在集電極也可以接在發射極,至於哪種接法要根據放大電路的要求來定,負載接在集電極的叫共射放大電路,具有電壓放大作用,另一種負載接在發射極的稱共集電極放大電路,具有電流放大作用,具有高輸入阻抗,低輸出阻抗的特點,同樣是一種放大電路又稱阻抗匹配電路。

8.3 一般典型用法是三極體基極接微控制器io口(p0-p3)。

三極體的集電極電流(ic)小可以更容易進入飽和狀態。三極體的飽和電流由c極負載決定,這裡說的是e極上無電阻的情況. 一般說負載大是指電流大,也就是電阻小。

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