晶体管的开关效果
晶体三极管除了可作为拓展器材运用于各种仿照电路中外,还可以作为开关器材运用在数字电路中。
以双极型晶体三极管为例,因为静态作业点的方位纷歧样,晶体管有三种作业状况。
1.拓展状况
如图1所示,当晶体管静态作业点处于输出特性曲线的平整有些即拓展区时,晶体管作业在拓展状况,此刻的特征为:
(1) 发射结处于正向偏置(VBE>0),集电结处于反向偏置(VBC<0),如图2(a)所示。
图1 双极型三极管的三种作业区 |
(2) 集电极电流是基极电流的β倍,即IC=βIB
2.丰满状况
假定调小基极偏置电阻RB,使基极电流IB添加,则作业点Q将向上移动。当作业点移到Q1方位时则已抵达特性曲线的曲折有些,如图1所示。假定再持续添加IB,则集电极电流IC已添加得很少,两者在巨细联络上不再满意IC=βIB,而是IC<βIB,这时,晶体管就失掉电流拓展效果,进入丰满区。
当晶体管作业在丰满状况时,其输出电压VCE已减到很小,对NPN型硅管而言,VCE=VCE(sat)≈0.3V,比VBE(sat)(约为0.7V)还要小。即集电极电位比基极电位低,集电结已转为正向偏置,如图2(b)所示。所以射结集结均正偏是差异三极管丰满的首要特征。
丰满时的集电极电流IC(sat)可由下式核算:
图2 双极型晶体管的三种作业状况 (a)拓展;(b)丰满;(c)截止 |
综上所述,晶体管作业于丰满状况时:
,这是丰满的条件;发射结和集电结都处于正向偏置; 、
3.截止状况
假定减小IB,则作业点向下移动。当IB=0时,作业点移至Q2,如图1所示。这时IC=ICEO≈0, VCE≈VCC,晶体管处于截止状况。IB=0的曲线以下的区域是晶体管的 截止作业区。
实习上,考虑到晶体三极管发射结的结电压,对硅管而言,VBE<0.5V时已开端截止。为了确保牢靠截止,常使VBE=0或加反向偏置。因而,射结集结均反偏是晶体管截止时的根柢特征,如图2(c)所示。
双极型晶体管结电压的典型数据列于表1中。
表1 双极型晶体管结电压的典型数据
由以上的剖析可知,假定咱们把晶体管的集电极、发射极之间等效成一个电子开关,当晶体管丰满时,VCE(sat) ≈0,好像电子开关被接通,其间电阻很小;当晶体管截止时,IC≈0,好像电子开关被断开,其间电阻很大。这即是晶体管的开关效果。数字电路即是运用晶体管的开关效果进行作业的。
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