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雙極性電晶體的全稱為雙極性結型電晶體,也就是我們常說的三極體。三極體具有三個工作狀態,分別為:1)截止區;2)放大區;3)飽和區。在數位電路中,只有0和1兩個狀態,所以數位電路中三極體主要用作電子開關來使用,這時候三極體工作在截止和飽和狀態。
1 三極體的三個工作狀態三極體具有截止狀態、放大狀態和飽和狀態等三個狀態,這主要取決於三極體的PN接面導通電壓。以NPN為例介紹。
截止狀態
當發射結的電壓小於PN接面的導通電壓時,基極電流為零,流過集電極和發射極的電流為零,三極體不具有放大訊號的作用,這時候集電極和發射極之間處於斷路狀態,這個狀態就成為三極體的截止狀態。三極體用作開關時,處於斷開狀態,就是工作在截止狀態。三極體的外形和工作區域如下圖所示。
放大狀態
當發射結的電壓大於PN接面的導通電壓後,三極體的發射結處於正向偏置狀態,而集電結處於反偏狀態,流過三極體集電極的電流和基極電流存在一定的關係:Ic=β*Ib,其中β為電流放大倍數。三極體起到了基極電流的放大作用,這個狀態稱為三極體的放大狀態。這個狀態下,三極體具有三種形態的電路,分別為共基極放大電路、共發射極放大電路和共集電極放大電路。三極體的共發射極放大電路如下圖所示。
飽和狀態
隨著基極電流的持續增大,集電極電流Ic不再隨著基極電流Ib的增大而增大,這時三極體就失去了電流放大作用,集電極和發射極之間處於導通狀態,這就是三極體的飽和導通狀態。三極體用作開關時,處於導通狀態,就是工作在飽和導通狀態。
2 三極體用作開關作用在數位電路中,三極體經常被用作電子開關作用,控制負載迴路的通斷,此時三極體工作在截止和飽和狀態,下面以三極體驅動繼電器為例介紹三極體的開關作用。NPN三極體和PNP三極體驅動繼電器的電路如下圖所示。
以NPN三極體驅動繼電器為例,繼電器接在三極體的集電極上,當基極出現高電平時,三極體導通,繼電器的線圈得電使繼電器的觸點發生動作;當基極出現低電平時,三極體截止,繼電器的線圈失電使得觸點復位,電路斷開,由此實現三極體用作開關控制繼電器的目的。
PNP三極體控制繼電器時,繼電器也要接在集電極上,當基極出現低電平時,三極體導通,繼電器觸點動作;當基極出現高電平時,三極體截止,繼電器觸點復位。由此PNP三極體實現了控制繼電器迴路通斷的作用。
所以,在數位電路中,三極體用作開關時工作在截止狀態和飽和狀態,依次來實現控制負載迴路的目的。
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數位電路也叫開關電路 數位電路中使用的各種電晶體都是處於兩種狀態 既截止區與飽和區 飽和區根據需要分別有深飽和和淺飽和。