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什么是三极管? 三极管,全称为双极型晶体三极管,是一种广泛应用于电子电路中的半导体器件。它是由三个掺杂不同的半导体材料区域组成的,这三个区域分别是发射极(E)、基极(B)和集电极(C)。 三极管也被称作“晶体管”,是一种具有放大功能的半导体器件。通常指本征半导体三极管,即BJT管。
三极管电流计算Ie=Ib+Ic
这就是说,在基极补充一个很小的Ib,就可以在集电极上得到一个较大的Ic,这就是所谓电流放大作用,Ic与Ib是维持一定的比例关系
β1=Ic/Ib
式中:β1–称为直流放大倍数
电流流向如下:
三极管的3种工作状态
截至状态:当发射极与集电极出现反向偏置时,三级管进入截止转态
这句话比较名专业术语来讲,我的个人理解正向偏置就是P到N,因为三极管是有2个PN节,换言之反向偏置就是N到P
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[/url]放大状态:当三极管发射极正向偏置,集电极反向偏置,三极管就进入放大转态。
以NPN型为例,(可以参考文章图2),此时放大状态电流流向,就是C到E流!!!
饱和状态:当三极管发射极正偏,集电极正偏时,三极管工作在饱和状态
说白了就是B基极电流太大了超过C极,水阀阀门已经开到最大,所以饱和了!!!
三极管3种放大电路 一、共射放大电路
输入信号从三极管基极输入,从集电极输出,因为发射极为公共接地端,故命名为共射放大电路。共射放大电路是应用最为广泛的三极管放大电路的接法。共射放大电路的电流和电压增益都大于1,适用于低频情况下的应用,经常被用作放大集成电路中的中间级
1、RB1、RB2是直流偏置电路,使得I1>>IBQ,且调整RB1与RC的比值可以保证集电极反偏,RB1:为电路提供合适的静态电流 RC:把放大的电流信号,转换为电压信号 2、电容CB和Cc为耦合电容,是用于隔离直流通交流信号的作用。其中C1与输入阻抗、C2与连接在输出端的负载电阻分别形成高通滤波器(仅让高频信号分量通过的滤波器) 3、放大电路的静态工作点和动态性能参数的计算是最重要的两种定量分析放大电路的方法,必须要掌握 4、晶体管的密勒效应:在反向放大电路中,输入与输出之间的分布电容或寄生电容由于放大器的放大作用,其等效到输入端的电容值会扩大(1+A)倍(A为放大电路的交流放大倍数)。密勒效应产生的等效输入寄生电容与基极串联电阻形成了低通滤波器,因此在高频范围内,放大电路的放大倍数急剧减小,严重影响了晶体管的高频特性。因此晶体管datasheet中的输出电容Cob便是其密勒效应的重要参数,需要重点考虑5、在发射极上的电阻Re上并联电容(发射极旁路电容),这样发射极的交流电阻变小,增加了交流放大倍数,而且不会影响直流静态工作点 6、Ucc的电源作用:为电路供能,为电路提供合适的静态工作点 二、共集放大电路 1、输入信号从三极管基极输入,从发射极输出,因为集电极为公共接地端,故命名为共集放大电路,又称射极跟随器。射极跟随器只有电流放大作用,没有电压放大作用,但有电压跟随作用。由于其极低的输出阻抗,极高的输入阻抗,而且频率特性较好,经常被用作放大集成电路中的输出级 2、射极跟随器的发射极电位仅仅由基极电位来决定,而与发射极的电阻无关。因此即使改变负载电阻的阻值,输出电压也总是一定的,这就是射极跟随器的电压跟随特性 3、射极跟随器的电路常常接在共发射极和共基极等放大电路的后级,其目的是降低输出阻抗,提高带负载能力 4、将射极跟随器的发射极电阻换成PNP型晶体管便可以组成推挽输出型电路结构 5、射极跟随器的电压增益仅为1,而且由于集电极电容接地,因此不会发生密勒效应,频率特性会变好
三、共基放大电路
输入信号从三极管发射极输入,从集电极输出,因为基极为公共接地端,故命名为共基放大电路。共基放大电路只有电压放大作用,没有电流放大作用,但有电流跟随作用。由于其极低的输入阻抗,且其高频特性特别好,常常用于高频或宽频带低输入阻抗的应用场合或高频放大器来使用 1、共基放大电路的输出阻抗与集电极电阻有关,在输出信号长距离传输时,输出阻抗与布线的杂散电容形成低通滤波器,因此也就不能体现出共基放大电路高频特性好的特点了。因此常常将共基放大电路后面跟射极跟随器,而使输出阻抗降低,这样才能显示出共基放大电路的频率特性的优势所在 2、共基放大电路的基极通过电容接地,因此不会发生密勒效应,频率特性非常好
三极管电路举例把三极管箭头理解成一个开关,如下图为NPN型三极管,按下开关S1,约1mA的Ib流过箭头,三极管工作在饱和状态,c极到e极完全导通,c极电平接近0V(GND),负载RL两端压降接近5V。
Ib与Ic电流都流入e极,根据电流方向,e极为低电平,应接地,c极接负载和电源。
如下图NPN三极管,对于NPN三极管更应该在b极加一个下拉电阻,一是为了保证b、e极间电容加速放电,加快三极管截止;二是为了保证给三极管b极一个已知逻辑状态,防止控制输入端悬空或高阻态时对三极管工作状态的不确定。
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