如何理解和区分贴片三极管的三种状态

demi的头像
demi 发布于:周二, 09/10/2019 - 13:41 ,关键词:

贴片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,教材书上都说:贴片三极管的三种状态分别当发射极正偏集电极反偏,贴片三极管处于放大状态;发射极正偏集电极正偏工作在饱和区;发射极反偏集电极反偏工作在截止区;发射极反偏集电极正偏工作在反向放大状态。

传统方法

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。

实际上还有下面两种关于这三个工作区域理解观点。

观点一

截止区:贴片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。

放大区:贴片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。

饱和区:当贴片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。

观点二

截止区、放大区和饱和区。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。

以NPN型贴片三极管为例说明

上述两个观点都没有错,但是很多初学者都会认为贴片三极管是两个PN结的简单凑合。这种想法是错误的,两个贴片二极管的组合不能形成一个贴片三极管,我们以NPN型贴片三极管为例:

两个PN结共用了一个P区(也称基区),基区做得极薄,只有几微米到几十微米,正是靠着它把两个PN结有机地结合成一个不可分割的整体,它们之间存在着相互联系和相互影响,使三极管完全不同于两个单独的PN结的特性。贴片三极管在外加电压的作用下,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。

贴片三极管的电流放大作用与其物理结构有关,贴片三极管内部进行的物理过程是十分复杂的,初学者暂时不必去深入探讨。从应用的角度来讲,可以把三极管看作是一个电流分配器。一个贴片三极管制成后,它的三个电流之间的比例关系就大体上确定了。

这是粗、细两根水管,粗的管子内装有闸门,这个闸门是由细的管子中的水量控制着它的开启程度。如果细管子中没有水流,粗管子中的闸门就会关闭。注入细管子中的水量越大,闸门就开得越大,相应地流过粗管子的水就越多,这就体现出“以小控制大,以弱控制强”的道理。

来源:电子产品世界

围观 12