三极管的作用 三极管的作用
三极管的作用下面的文字资料是边肖为大家收集整理的,大家快来看看。
三极管的工作原理
三极管是三极电流放大器件,称为集电极c,基极b,发射极e。
分为NPN和PNP。
我们仅以NPN晶体管的共发射极放大电路为例来说明晶体管放大电路的基本原理。
一、电流放大
下面的分析只针对NPN硅三极管。
如上图所示,我们把从基极B流向发射极E的电流称为基极电流IB;从集电极c流向发射极e的电流称为集电极电流Ic。
这两个电流的方向从发射极流出,所以在发射极e上用一个箭头表示电流的方向。
三极管的放大作用是:集电极电流受基极电流控制,基极电流的微小变化会导致集电极电流发生较大变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化是基极电流变化的β倍,即电流变化放大β倍,所以我们称β为三极管的放大倍数。
如果我们在基极和发射极之间加上一个变化的小信号,就会引起基极电流Ib的变化。Ib的变化放大后,会导致Ic的巨大变化。
如果集电极电流Ic流过一个电阻R,可以根据电压计算公式U=R*I来计算,这个电阻上的电压会发生很大的变化。
我们取出这个电阻上的电压,得到放大的电压信号。
第二,偏置电路
在实际放大电路中使用三极管时,需要加入适当的偏置电路。
这有几个原因。
首先,由于晶体管BE结的非线性,在输入电压达到一定电平后,必须产生基极电流。
当基极和发射极之间的电压小于0.7V时,基极电流可以认为是0。
然而,实际上,要放大的信号通常比0.7V小得多。如果没有施加偏置,这样小的信号不会引起基极电流的变化。
如果我们事先给三极管的基极加一个适当的电流,当这个偏置电流叠加一个小信号时,小信号就会引起基极电流的变化,基极电流的变化就会被放大,输出到集电极。
另一个原因是对输出信号范围的要求。如果没有偏差,只有那些增加的信号会被放大,而那些减少的信号不会有效。
通过加入偏置,集电极提前有一定的电流,当输入基极电流变小时,可以减小集电极电流;当输入基极电流增加时,集电极电流增加。
这样,减少的信号和增加的信号都可以被放大。
三、开关功能
先说三极管的饱和。
如上图所示,由于电阻Rc的限制,集电极电流不能无限增加。
当基极电流增大,集电极电流不能继续增大时,三极管进入饱和状态。
一般判断三极管是否饱和的标准是IB * β > IC。
进入饱和状态后,三极管的集电极和发射极之间的电压会很小,可以理解为开关闭合。
这样我们就可以用三极管作为开关:当基极电流为0时,三极管的集电极电流为0,相当于开关被关断;当基极电流大到三极管饱和时,开关闭合。
如果三极管主要工作在截止状态和饱和状态,那么我们一般称之为开关管。
四.工作状态
如果我们把上图中的电阻Rc换成灯泡,当基极电流为0时,集电极电流为0,灯泡熄灭。
如果基极电流比较大,三极管饱和,说明开关闭合,灯泡亮。
由于控制电流只需要稍大于灯泡电流的三分之一,所以可以用小电流来控制大电流的通断。
如果基极电流从0开始缓慢增加,灯泡的亮度也会增加。
文章评论