三極體原理及應用精華

2022-10-04 07:48:03 字數 4993 閱讀 4689

三極體的特性曲線

1、輸入特性

圖2 (b)是三極體的輸入特性曲線,它表示ib隨ube的變化關係,其特點是:1)當uce在0-2伏範圍內,曲線位置和形狀與uce有關,但當uce高於2伏後,曲線uce基本無關通常輸入特性由兩條曲線(ⅰ和ⅱ)表示即可。

2)當ube<uber時,ib≈o稱(0~uber)的區段為「死區」當ube>uber時,ib隨ube增加而增加,放大時,三極體工作在較直線的區段。

3)三極體輸入電阻,定義為:

rbe=(△ube/△ib)q點,其估算公式為:

rbe=rb+(β+1)(26毫伏/ie毫伏)

rb為三極體的基區電阻,對低頻小功率管,rb約為300歐。

2、輸出特性

輸出特性表示ic隨uce的變化關係(以ib為引數)從圖9(c)所示的輸出特性可見,它分為三個區域:截止區、放大區和飽和區。

截止區當ube<0時,則ib≈0,發射區沒有電子注入基區,但由於分子的熱運動,集電集仍有小量電流通過,即ic=iceo稱為穿透電流,常溫時iceo約為幾微安,鍺管約為幾十微安至幾百微安,它與集電極反向電流icbo的關係是:

icbo=(1+β)icbo

常溫時矽管的icbo小於1微安,鍺管的icbo約為10微安,對於鍺管,溫度每公升高12℃,icbo數值增加一倍,而對於矽管溫度每公升高8℃, icbo數值增大一倍,雖然矽管的icbo隨溫度變化更劇烈,但由於鍺管的icbo值本身比矽管大,所以鍺管仍然受溫度影響較嚴重的管,放大區,當晶體三極體發射結處於正偏而集電結於反偏工作時,ic隨ib近似作線性變化,放大區是三極體工作在放大狀態的區域。

飽和區當發射結和集電結均處於正偏狀態時,ic基本上不隨ib而變化,失去了放大功能。根據三極體發射結和集電結偏置情況,可能判別其工作狀態。

一、三極體的結構及特性:

1、三極體的結構:

乙個pn結形成乙隻二極體,二極體的特性是「單向導電」,即在正極加正向電壓、負極加反向電壓導通(矽管的正極比負極高0.7v、鍺管高0.2v左右);加反向電壓截止。

二極體在手機中常用於開關、整流、變容、穩壓等作用較少。三極體常用於放大、開關等作用遠大於二極體。

三極體是由兩個pn結形成:

三極體按材料分有:矽管和鍺管;三極體按導電性能分有:pnp和npn;矽管的穩定性比鍺管的好,在手機電路中使用最多;並且npn比pnp使用較多。

三極體三個極的作用分別是:發射極(e)發射電荷,集電極(c)接收電荷,基極(b)控制電荷的數量。

2、三極體的導通條件:

由於三極體是由兩個pn結形成,對於pnp三極體相當於兩個背靠背的二極體組成;npn三極體相當於兩個面對面的二極體組成:

乙個pn結形成的二極體導通時需要一定的正向電壓,兩個pn結形成的三極體導通時也需要極性適當、一定數值的電壓,即發射結加正向電壓,集電結加反向電壓。

發射結加正向電壓,就是給發射極和基極這個pn結,按箭頭的指向(箭頭表示電流的方向)加上乙個pn結電壓:矽管相差0.7v、鍺管0.2v左右。

集電結加反向電壓,就是給集電極和基極這個pn結,按二極體的極性加反向電壓,在手機電路中,這個電壓為1~3.6v左右。

3、三極體的電流放大原理:

三極體加上適當的電壓導通後,產生三股電流,分別為:發射極電流ie、集電極電流ic、基極電流ib。

可以看出,無論pnp還是npn三極體,三股電流之間的關係均為ie=ib+ic,或ib+ic=ie,可見pnp、npn的工作原理完全相同,只是所加電壓和電流的方向相反。ib很小,有時可以忽略,則ic≈ie。

三極體是電流控制項,較小的ib控制較大的ic,增大ib,ic增大;減小ib,ic減小,即ic的大小由ib所決定。

ic/ib =β(β 三極體的電流放大倍數)或ib .β=ic

根據三極體的這種特性,人們把較小的訊號電流加到三極體的基極,引起集電極大的電流輸出,這就是三極體的電流放大原理。ic是e極(發射極)流向c極(集電極)的電流

ib是e極(發射極)流向b極(基極)的電流

ie是ic和ib合二為一的電流,即ie = ic+ib

當三極體同時滿足2個基本導通條件後,會立即導通,產生3股電流,如圖示: ie、ib、 ic,其中ie = ic+ib(ie電流一分為二)。

其中ic>>ib,即ic 大大於ib,有的時候ic≌ie,這裡ib的電流最小,但是必須注意在三極體工作中ib的電流雖然小,卻牢牢控制了ic和ie的大小變化。(假設:ib上公升5ma,ic上公升到150ma;如果ib上公升6ma,ic上公升到220ma;該例說明了ib的變化一點,ic將大大變化。

)即ib↑上公升→將會導致ic↑大幅度上公升。

注:而ib的大小變化卻有veb來控制,veb偏壓越大,ib電流越大。

(補述乙個小符號常識:↑上公升,↓下降,箭頭頂上如果加一橫代表上公升到頂或下降到頂。)

總結如下幾點規律:

(1)若vbe↑上公升,→將會導致ib↑上公升,→將會導致ic↑大幅度上公升,→將會導致ie↑也大幅度上公升,→將會導致ue↓下降,但是其中uc↑電壓卻上公升。

(2)同理:若veb↓下降,→將會導致ib↓下降,→將會導致ic↓大幅度下降,→將會導致ie↓也大幅度下降,→將會導致ue↑上公升,但是其中uc↓電壓卻下降。

(3)若veb<0.2v三極體立即截止導通, ie、ib、 ic將消失無電流,這個時候uc電壓下降到底,ue電壓將上公升同電源電壓一樣.

npn與pnp的區別

一、bjt以ib控制ic

npn和pnp的電流方向、電壓極性相反。

1)npn :以b→e 電流控制c→e 電流。 正常放大時,

即vc > vb > ve

2)pnp :以 e→b 電流控制 e→c 電流。 正常放大時,

即ve > vb >vc

總之,vb在中間,vc 和 ve 在兩邊。而且bjt各極的電壓與電流方向是一致的,不會出現電流從低電位處流行高電位的情況。

npn和pnp區別:箭頭所指,即電流流向。如圖:

npn:若有乙個小電流流入基極,那麼集電極和發射極就會通.

pnp:若有乙個小電流流出基極,那麼集電極和發射極就會通.

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vc如何判斷三極體工作狀態

三極體構成的放大電路,在實際應用中,除了用做放大器外(在放大區),三極體9 k. k. u! s! s( d1 i

還有兩種工作狀態,即飽和與截止狀態。" l/ v0 ~; p2 l9 n

1.截止狀態

所謂截止,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(u ce)8 y8 q" y, e4 f0 p) p5 z

接近電源電壓。對於npn 型矽三極體來說,當u be在0~0.5v 之間時,i b很小,無論i b怎樣變化,i c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u be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。

2.放大狀態

當 u be在0.5~0.7v 之間時,u be的微小變化就能引起i b的較大變化,i b隨u be基本呈線性變化,從而引起i c的較大變化(i c=βi b)。

這時三極體處於放大狀態,集電極與發射極間電阻(rce)隨u be可變。當在維修過程中,測得u be在0.5~0.

7v 之間時,就可知道三極體處在放大狀態。

3.飽和狀態( m0 v[8 @+ q9 m; j* d1 a

當三極體的基極電流(i b)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u be及u ce來判斷三極體是否進入飽和狀態。當u be略大於0.

7v 後,無論u be怎樣變化,三極體的i c將不能再增大。此時三極體內阻(rce)很小,u ce 低於0.1v,這種狀態稱為飽和。

三極體在飽和時的u ce 稱為飽和壓降。當在維修過程中測量到u be在0.7v 左右、而u ce低於0.

1v 時,就可知道三極體處在飽和狀態

按最基本的規則去推導:

發射極反偏,集電極反偏:截止

發射極正偏,集電極反偏:放大

發射極正偏,集電極正偏:飽和

量出c、b、e各點電位,或根據電路的形式,再根據以上最基本判斷規則去判斷就可以了

uc>ub>ue 放大區

ub>uc>ue 飽和區

ubuce接近0伏飽和,接近電源電壓是截止

關於三極體精論(摘)

三極體的作用和功能因為四個字來完成:「電阻可變。」由於三極體等效成的電阻值能夠無限制的變化,所以三極體能夠用來設計開關電路、放大電路、**電路。

三極體的集電極電流等於基極電流乘以放大倍數,當基極電流大到一定水平時,集電極的電流由於各種原因不可能再增大了,這時集電極電壓已經等於或接近發射極電壓了,相當於電阻值變成0歐姆。

確信三極體的放大狀態絕招:發射結正偏,集電結反偏。

三極體是電流控制型器件,場效電晶體是電壓控制型器件。

三極體相當於乙個阻值能夠受控制的電阻器,那就將三極體的集電極和發射極這兩個腳等效成乙個電阻,基極起控制作用

可以把三極體看成是電阻值能夠掌握的電阻,阻值範圍能夠在接近零到無窮大之間變化。所以,三極體能夠用來設計放大電路和開關電路。

三極體有三個管極,集電極、發射極和基極。基極用來控制另外兩極對電流的放大作用。分析電流和電壓的變化,就是分析三極體的工作狀態。

場效電晶體的作用和三極體的作用基本上完全一樣。場效電晶體通常也是三個引腳,名字叫源極、漏極和柵極。柵極是用來控制另外兩極對電流的放大作用的。

三極體是靠基極電流的大小變化來控制另外兩極,場效電晶體是靠柵極電壓的高低變化來控制另外兩極,場效電晶體柵極基本上不需要消耗電流就能夠控制另外兩極。

場效電晶體也分兩種型別,n溝道和p溝道。但場效電晶體是電壓控制型器件,較低的電源電壓很難發揮它的優秀效能

可控矽共有三個引腳,陽極、陰極和控制極(也有稱柵極)。控制極是用來控制另外兩極對電流的通斷作用的。可控矽對電流的控作用只能是接通或斷開兩種狀態。

可控矽的主要作用是用做開關,這是一種無機械觸點、無火花、高速度的電子開關。一些書上也稱可控矽為閘流體。

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