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  • 1 # 知足常樂0724

    要使放大電路處於放大狀態的基本原則是什麼?

    答:從事電子的愛好者都知道,三極體的工作狀態有三個,截止區,放大區,飽和區。那麼三極體工作在什麼工作狀態是由什麼決定的呢?是由基極電流(Ib)來決定的,和其他因素完全沒有關係。電晶體的伏安特性是描述三極體各端電流與兩個PN接面外加電壓之間的關係的一種形式,其特點是能直觀地反快電晶體的電氣效能的外部特性。

    電晶體的特性曲線一般用實驗方法描繪或專用儀器(如電晶體圖示儀)測量得到。

    晶體三極體為三端器件,在電路中要構成四端網路,它的每對端子均有兩個變數(埠電壓和電流),因此要在平面座標上表示三極體的伏安特性,就必須採用兩組曲線簇,最常用的是輸入曲線和輸出特性曲線簇。本人年輕時是一個無線電愛好者。對此我編了一句順口溜:發正集反是放大;全正飽和全反截。就是說不管是PNP 型三極體還是NPN 型三極體,只要其發射結是正向偏置而集電結是反向偏置那麼該三極體就工作在放大狀態;而當其發射結和集電結都是正向偏置時該三極體就工作在飽和狀態;而當其發射結和集電結都處於反向偏置時該三極體就工作在截止狀態。

    任何三極體都是由兩個PN 結組合而成的,PN接面實際就是一個二極體,電子愛好者知道二極體具有單向導電性,就是說如果P 極電壓高於N 極電壓(這叫正向偏置)電流可以從二極體的P 極流向N 極,而當N 極電壓高於P 極電壓(這叫反向偏置)電流不能從N 極流向P 極。

    PNP 型三極體就是基極為N 極,集電極和發射極均為P 極的三極體;那麼只要發射極電壓高於基極電壓(即發射結為正向偏置),同時基極電壓又高於集電極電壓(即集電結為反向偏置),則該三極體工作在放大狀態(如上圖1.7B點區域)。

    而當發射極電壓高於基極電壓(即發射結為正向偏置),同時集電極電壓也高於基極電壓(即集電結也為正向偏置),則該三極體工作在飽和狀態(如圖1.7D點區域)。

    而當發射極電壓低於基極電壓(即發射結為反向偏置),同時集電極電壓也小於基極電壓(即集電結為反向偏置),則該三極體工作在截止狀態(如圖1.7A點區域)。

    NPN 型三極體就是基極為P 極,集電極和發射極均為N 極的三極體,按上述原理當: Ve<Vb<Vc (即發射結正偏集電結反偏)時三極體工作在放大狀態;

    Vb>Ve且 Vb>Vc (即發射結和集電結均處於正偏)時三極體工作在飽和狀態; Ve>Vb且Vc>Vb (即發射結和集電結均處於反偏)時三極體工作在截止狀態;

    三極體的三種工作狀態(放大、截止、飽和);

    放大電路的靜態、動態;直流通路、交流通路;

    截止狀態:當加在三極體發射結的電壓小於PN 結的導通電壓,基極電流為零,集電極電流和發射極電流都為零,三極體這時失去了電流放大作用,集電極和發射極之間相當於開關的斷開狀態,我們稱三極體處於截止狀態。一般將IB≤0的區域稱為截止區, 在圖中為IB=0的一條曲線的以下部分。此時IC也近似為零。由於各極電流都基本上等於零, 因而此時三極體沒有放大作用。    其實IB=0時, IC並不等於零, 而是等於穿透電流ICEO。

    一般矽三極體的穿透電流小於1μA, 在特性曲線上無法表示出來。鍺三極體的穿透電流約幾十至幾百微安。  

    當發射結反向偏置時, 發射區不再向基區注入電子, 則三極體處於截止狀態。所以, 在截止區, 三極體的兩個結均處於反向偏置狀態。對NPN三極體, UBE<0, UBC<0。

    放大狀態:當加在三極體發射結的電壓大於PN 結的導通電壓,並處於某一恰當的值時,三極體的發射結正向偏置,集電結反向偏置,這時基極電流對集電極電流起著控制作用,使三極體具有電流放大作用,其電流放大倍數β=ΔIc/ΔIb,這時三極體處放大狀態。此時發射結正向運用, 集電結反向運用。 在曲線上是比較平坦的部分, 表示當IB一定時, IC的值基本上不隨UCE而變化。在這個區域內,當基極電流發生微小的變化量ΔIB時, 相應的集電極電流將產生較大的變化量ΔIC, 此時二者的關係為

    ΔIC=βΔIB

    三極體的電流放大作用。  

    對於NPN三極體, 工作在放大區時UBE≥0.7V, 而UBC<0。     雖然說三極體的工作狀態是由基極電流決定的,但是能夠影響基極電流的因素就有幾個,其中最重要的就是靜態工作點。調整三極的靜態工作電流一般均為改變三極體的基極b的上偏置電阻阻值來確定,此時在三極體的集電極C串接萬用表直流電流擋位來觀測,三極體類別太多,個人可查閱三極體引數大全自己來除錯。

    知足常樂2017.12.9上海

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