三極體的放大原理的理解

我認為從能量的守恆角度看能量不會無緣無故的產生，三極體不會無緣無故的產生能量的，三極體對訊號的放大主要是透過三極體內部的特殊結構，用比較小的電流去控制比較大的電流。在我的理解看來它就像我們使用的千斤頂一樣，我們可以透過手柄去控制小活塞就可以托起重大幾噸重的物體，如果我們用手直接去搬運是根本無法搬動的，我想這就是以“小”控“大”的作用，其結構示意圖如下圖所示。

在這裡，這個千斤頂的手柄就像我們三極體的基極b，托起重物的大活塞就像三極體的集電極c，那麼液壓箱就相當於給基極和集電極提供的電源。為了更能通俗地說明問題，我們還可以把三極體比喻成一個大壩，在這個大壩上有兩個閥門，一個大閥門，還有一個小閥門。我們這個小閥門是可以用人力開啟的，但大閥門很重我們用人力無法開啟，只有透過這個較小的閥門的水力開啟比較大的閥門，其示意圖如下圖所示。

從圖中可以看到放大電路的作用就是將電訊號進行放大，它是透過控制基極微安級別的電流去控制集電極毫安級別的電流。從而達到了用小電流去控制大電流的目的，然後再透過集電極的電阻以電壓的形式表現出來，從而達到電壓放大的目的。

上拉電阻和下拉電阻

以上就是我對三極體能夠放大訊號的理解，下面說一下關於上拉電阻和下來電阻這個問題。我們透過名字可以這道這個上拉電阻的作用其實就是把一個不確定的訊號狀態給它拉昇到高電平，比如在C51的微控制器中，由於P0口內部電路的特殊結構，在作為I/O口時就會出現電平的不確定的狀態，為此在使用P0這個埠時都需要加上一個10K的上拉電阻，使它在作為I/O口使用時輸出一個確定的高電平或者低電平。同樣下拉電阻就是使輸出口得到一個穩定的低電平。

說起三極體大家可能對空穴電子等專業詞彙不大理解甚至學了半天還是不明白。三極體大部分都是電流放大器件，在應用電路中透過電阻轉換為電壓放大

一般三極體工作特性區域有三個，分別是放大區，飽和區與截止區。

其實可以根據字面意思理解

放大區：也就是把某個東西放大，這不難理解吧。但用到電路上也就是把某個訊號放大的意思，這樣就可以很清楚這個訊號是幹什麼的了。

飽和區：按我們日常的理解就是說吃飽了，放不下了等。在電路中,設計到兩個極，也就是發射極與集電極兩者間幾乎處於等電位，也就是連在一起的意思。

截止區：也就是不通了的意思，在電路中是指基極與發射極壓差小於導通電壓。這個訊號便流不過去。也就是說一條路上有塊很大石頭，便不能過去。

三極體迴路

其實三極體可以看成一個丁字路口。也就是兩條路兩個起點一個終點的意思。從起點（基極）到終點（射極）形成一條小電流輸入控制迴路。再從起點（集電極）到終點（發射極）一條大電流輸出迴路。

上下拉電阻

上下拉電阻一般都在輸出與輸入端放置，主要目的是保護電路的安全。

對於有些器件引角懸空受外界訊號的干擾，故需要設定一個下拉電阻。

另外上下拉電阻可以實現電平的穩定性，防止輸入輸出電流偏置導致的不穩定。

對於MOS管來說可以放置靜電損傷。設定上下拉電阻實現電荷的儲存與洩放。

上下拉電阻的選取

這需要根據具體電路及三極體引數計算選取。可以利用分壓公式Ub=Vcc*R2/（R1+R2）計算。電阻取值一般在幾k到幾十k之間。常用的有4.7-10k左右吧。

三極體放大是電流放大，基極通常電壓訊號透過電阻接入基極，就會有微小電流，基極電流控制集電極電流，集電極串聯一個電阻，當電流流過電阻就會產生壓降，電阻兩端的電壓會隨基極的微小電壓變化就是所謂的放大了。正常情況下電壓不會放大超過電源電壓。

上拉下拉電阻取決於功耗和上升下降速率，電阻過大過小都有問題，要折中選擇一個電阻，正常1k到10k。如果對訊號上升下降沒有要求，可以大一點，可以減少功耗。

三極體放原理，深入通俗易懂一點。另外關於三極體上拉電阻下拉電阻原理及選用是怎樣的？

答；三極體要工作訊號放大狀態時，基極必須在一個正向偏值狀態，才能夠進行訊號放大，一般矽材料的三極體，在基極電位高於發射極電位0.65V。如下圖所示。

上圖中的R1為三極體基極的偏值電阻。三極體放大就是基極電流微弱變化，會引起集電極電流很大的變化。如果沒有R1基極偏值電阻，那麼接在交流訊號的輸入端的訊號電壓就要增加幅值；由於接在基極上的電容C1，具有隔直流通交流作用，當輸入訊號比較高時，三極體才能夠進行放大，而這種電路顯然達不到要求，會產生訊號交越失真現象。

三極體基極與集電極不是成倍增長的，它與三極體的放大倍數有關係。也不是電壓將其放大的，它是基極微小的電流變化會引起集電極電流較大的變化:即晶體三極體的基極對集電極有控制作用。

關於三極體上拉電阻下拉電阻，實際上是“電流反饋法”。如下圖所示。

電路中的R1、R2串聯後並聯在直流電源上，它們串聯只是給三極體的基極b分壓，而得到臨界導體電壓，鍺材料三極體0.25V，矽材料三極體0.65V偏值電壓。就是提供工作點；串聯後在發射極的Re是一隻起反饋作用的電阻，用來穩定工作點的。

為了分析方便，暫時把基極電流Ib忽略不計，那麼R1(上拉電阻)、R2(下拉電阻)上流過同一電流，其數值根據歐姆定律為:I2=I1=Ec/R1+R2，於是在R2上的壓降為:UR2=I2×R2=Ec/R1+R2×R2；它相當於三極體基極電源電壓，工作點就由R2上的分壓所決定的。調節R1就可以改變R2上的分壓電壓，即調節了工作點。

Re和三極體e、b極是串聯的，它們和R2又是並聯的。因此它們的端電壓和R2的壓降是相等的。

常用的三極體放大電路的偏置電路分為固定偏置法。如下圖所示。

電壓反饋法，如下圖所示。

對於採用上拉電阻下拉電阻的電流反饋法，下面舉一個例子；某三極體交流放大器，用PNP9012管，它的放大倍數為50倍，已知負載電阻Rc=2KΩ，電源Ec=6V。設要求集電極工作電流Ic=1mA。試求三種偏置電路中的偏置電阻各應取多少？

《解》①固定偏流法時；

Rb=Ec/Ic×β=6v×50/1mA=300KΩ;

②電壓反饋法;

Rb=Ec-IcRc/Ic×β=6-1×2/1=200KΩ;

如果URe=2V，則Re=URe/Ic

=2/1=2KΩ，如取A=10，則R1=β/A(Ec/Ic-Re)=50/10(6/1-2)=20KΩ，

R2=β/A×Re=50/10×2=10KΩ

三極體發射極的電解電容器是交流放大是的旁路電容，這裡就不進行技術了。

知足常樂2019.4.17日於上海

三極體放大其實是利用三極體基極的小流控制集電極的大電流

三極體有基極(b)、集電極(c)、發射極(e)三個引腳，由兩個PN接面組成，按不同的排列分為NPN三極體和PNP三極體兩種。

以NPN三極體為例進行訊號放大分析：

三極體的BE極之間其實是一個PN接面(相當於一個二極體)，BE極之間的電壓必須大於一定的電壓(矽三極體通常是0.7V)才能產生基極電流Ib，所以要給三極體的基極(b)加入偏置電壓來產生偏置電流Ib。輸入的微弱訊號透過與偏置電流Ib疊加進入三極體，引起偏置電流Ib發生變化。

Ic=β*Ib，其中β是三極體的放大倍數，Ut=U-Ic*Rc=U-β*Ib*Rc ，由此可見，輸出的訊號Ut得到了放大，並且輸出訊號受Ib控制，此時三極體工作在放大區。

因為Rc是固定的，Ic<U/Rc，所以Ic的最大值受Rc限制，如果我們加大偏置電流Ib，當β*Ib>Ic時，Ic將不受Ib控制了，此時三極體工作在飽和導通區，三極體工作在飽和導通區用於開關導通控制，不能用作訊號放大。

三極體上拉電阻和下拉電阻作用分析

與電源正極(VCC)連線的電阻我們稱為上拉電阻，與電源負極(GND)連線的電阻我們稱為上拉電阻

在三極體放大電路中，基極偏置電流Ib需要由基極的偏置電壓產生，想讓基極得到一定的電壓，必須加入上拉電阻。如下圖的三極體放大電路，三極體的偏置電壓由上拉電阻Rb1和下拉電阻Rb2分壓得到。所以，在三極體放大電路中，上拉電阻是必不可少的。上拉電阻的大小，我們可以根據Vcct和Ib的需求計算得到。在三極體開關控制電路中或者電平轉換電路中，我們往往會加入下拉電阻（R2）或者上拉電阻(R4)來鉗制基極的電位，阻值一般是幾十K。NPN三極體驅動電路：當沒有驅動訊號DR時，三極體的基極受下拉電阻（R2）鉗制，電平為零，可以有效的防止三極體意外導通或者微導通，可以提高電路的可靠性。PNP三極體驅動電路：當沒有驅動訊號DR時，三極體的基極受上拉電阻（R4）鉗制，電平為高，可以有效的防止三極體意外導通或者微導通，可以提高電路的可靠性。

有的朋友可能會問：為什麼NPN三極體驅動電路不需要加入上拉電阻？

因為在驅動電路中，驅動引腳有一定的電壓和電流驅動能力，比如接到5V工作的微控制器GPIO時，DR為高電平時，DR會有5V的電壓，所以，並不需要加入上拉電阻，同時還需要在三極體的基極加入一個限流電阻(R1)來限定基極電流Ib。

三極體是個電流分配器，是小電流控制大電流。為了得到輸出電壓變化量，所以用了上拉電阻或下拉電阻。上拉下拉電阻值大小取決於需要的電壓變化值和電流變化值以及負載電阻值三個因素。

進一步學習就要學三極體的輸出特性曲線和輸入特性曲線及等值電路圖。