三极管作业原理

2017-11-01 23:00分类：电子元器件阅读：

一、许多初专家都会以为三极管是两个 PN 结的简略迁就（如图1）。这种主见是差错的，两个二极管的组合不能构成一个三极管。咱们以 NPN 型三极管为例（见图 2 ），两个 PN 结共用了一个 P 区 —— 基区，基区做得极薄，只需几微米到几十微米，恰是靠着它把两个 PN 结有机地联络成一个不行切开的全体，它们之间存在着彼此联络和彼此影响，使三极管彻底纷歧样于两个独自的 PN 结的特性。三极管在外加电压的作用下，构成基极电流、集电极电流和发射极电流，变成电流拓宽器材。

二、三极管的电流拓宽作用与其物理构造有关，三极管内部进行的物理进程对错常凌乱的，初专家暂时不用去深化议论。从运用的视点来讲，能够把三极管看作是一个电流分配器。一个三极操控成后，它的三个电流之间的份额联络就大体上断定了（见图 3 ），用式子来标明便是

β 和 α 称为三极管的电流分配系数，其间 β 值咱们比照了解，都管它叫电流拓宽系数。三个电流中，有一个电流发作改动，别的两个电流也会跟着按份额地改动。例如，基极电流的改动量 ΔI b ＝十 μA ， β ＝ 50 ，依据 ΔI c ＝ βΔI b 的联络式，集电极电流的改动量 ΔI c ＝ 50×十＝ 500μA ，结束了电流拓宽。
三、三极管本身并不能把小电流变成大电流，它只是起着一种操控作用，操控着电路里的电源，按断定的份额向三极管供应 I b 、 I c 和 I e 这三个电流。为了简略了解，咱们仍是用水流比方电流（见图 4 ）。这是粗、细两根水管，粗的管子内装有闸口，这个闸口是由细的管子中的水量操控着它的翻开程度。假定细管子中没有水流，粗管子中的闸口就会封闭。写入细管子中的水量越大，闸口就开得越大，相应地流过粗管子的水就越多，这就体现出“以小操控大，以弱操控强”的道理。由图可见，细管子的水与粗管子的水鄙人端汇合在一根管子中。三极管的基极 b 、集电极 c 和发射极 e 就对应着图 4 中的细管、粗管和粗细交汇的管子。电路见图 5 ，若给三极管外加必定的电压，就会发作电流 I b 、 I c 和 I e 。调度电位器 RP 改动基极电流 I b ， I c 也随之改动。因为 I c ＝ βI b ，所以很小的 I b 操控着比它大 β 倍的 I c 。 I c 不是由三极管发作的，是由电源 V CC 在 I b 的操控下供应的，所以说三极管起着能突改换作用。

四、如图5，假定三极管的β=十0，RP=200K，此刻的Ib=6v/(200k+十0k)=0.02mA,Ic=βI b=2mA
当RP=0时，Ib=6v/十0k=0.06mA，Ic=βI b=2mA。以上两种状况都契合Ic=βI b，咱们说，三极管处于"拓宽区"。假定RP=0,Rb=1k,此刻，Ib=6v/1k=6mA按Ic=βI b核算，Ic应等于600mA，而实习上，因为图中300欧姆限流电阻（Rc）的存在，实习上Ic=(6v/300)≈20mA,此刻，Ic≠βI b，并且，Ic不再受Ib操控，即处于"丰满区"，当RP和Rb大到必定程度，使Ube

五、单纯从“拓宽”的视点来看，咱们希望 β 值越大越好。但是，三极管接成共发射极拓宽电路（图 6 ）时，从管子的集电极 c 到发射极 e 总会发作一有害的漏电流，称为穿透电流 I ceo ，它的巨细与 β 值近似成正比， β 值越大， I ceo 就越大。 I ceo 这种寄生电流不受 I b 操控，却变成集电极电流 I c 的一有些， I c ＝ βI b ＋ I ceo 。值得留神的是， I ceo 跟温度有挨近的联络，温度添加， I ceo 急剧变大，损坏了拓宽电路作业的安稳性。所以，挑选三极管时，并不是 β 越大越好，通常取硅管 β 为 40 ～ 150 ，锗管取 40 ～ 80 。

六、在常温下，锗管的穿透电流比照大，通常由几十微安到几百微安，硅管的穿透电流就比照小，通常只需零点几微安到几微安。 I ceo 尽管不大，却与温度有着挨近的联络，它们遵照着所谓的“加倍规矩”，这便是温度每添加十℃ ， I ceo 约增大一倍。例如，某锗管在常温 20℃ 时， I ceo 为 20μA ，在运用中管芯温度上升到 50℃ ， I ceo 就增大到 160μA 摆布。丈量 I ceo 的电路很简略（图 7 ），三极管的基极开路，在集电极与发射极之直接入电源 V CC （ 6V ），串联在电路中的电流表（可用万用表中的 0.1mA 挡）所指示的电流值便是 I ceo 。

七、严峻地说，三极管的 β 值不是一个不变的常数。在实习运用中，调整三极管的集电极电流 I ， β 值会跟着发作改动（图 8 ）。通常说来，在 I c 很小（例如几十微安）或很大（即挨近集电极最大允电流 I CM ）时， β 值都比照小，在 1mA 以上恰当宽的方案内，小功率管的 β 值都比照大，所以，同学们在调试拓宽电路时，要断定适宜的作业电流 I c ，以取得最好拓宽状况。别的， β 值也和三极管的其它参数相同，跟温度有挨近的联络。温度添加， β 值相应变大。通常温度每添加 1℃ ， β 值添加 0.5 ％～ 1 ％。

八、三极管有一个极限参数叫集电极最大容许电流，用 I CM 标明。 I CM 常称为三极管的额外电流，所以咱们常常误以为跨过了 I CM 值，因为过热会把管子烧坏。实习上，规矩 I CM 值是为防止集电极电流太大时致使 β 值降低过多。通常把 β 值降低到它的最大值一半摆布时的集电极电流定为集电极最大容许电流 I CM 。

九、三极管的电流拓宽系数 β 值还与电路的作业频率有关。在必定的频率方案内，能够以为 β 值是不随频率改动的（图 9 ），但是当频率添加到跨过某一数值后， β 值就会显着降低。为了保证三极管在高频时依然具有满意的拓宽才调，咱们规矩：当频率添加到使 β 值降低到低频（十00Hz ）值 β 0 的 0.707 倍时，所对应的频率称为 β 截止频率，用 f β 标明。 f β 便是三极管接成共发射极电路时所容许的最高作业频率。