三極管的工作原理:放大原理因三極管三個區制作工藝的設定以及內部的兩個PN結相互影響,使三極管呈現出單個PN結所沒有的電流放大的功能。外加偏置電源配置:要求發射結正偏,集電結反偏。三極管在實際的放大電路中使用時,還需要外加合適的偏置電路。原因是:由于三極管BE結的非線性,基極電流必須在輸入電壓大到一定程度后才能產生(對于硅管,常取0.7v)。當基極與發射極之間的電壓小于0.7v時,基極電流就可以認為是0。放大區的特點是,隨著IB的增加,IC也增加,IC主要受控于IB,與VCE關系不大,上圖清晰地描述了這個現象。通俗點說就是用IB來控制IC,所有三極管是電流控制型器件。還是以水杯模型來加深記憶,放大狀態的水杯中,不管水杯高度VCE是多高,IC的高度只受控于IB。三極管兩個PN結把整塊半導體分成三部分,中間部分是基區,兩側部分是發射區和集電區。上海肖特基三極管參數
三極管由于集電結是反向偏置電壓,空間電荷區的內電場被進一步加強(PN結變寬),這樣反而對基區擴散到集電結邊境的載流子電子有很強的吸引力(電子帶負電,同性相斥異性相吸),使它們很快漂移過集電結(電場的吸引或排斥作用引起的載流子移動叫做漂移),從而形成集電極電流Icn(方向與電子漂移方向相反)。很明顯,Icn=Ien-Ibn,因為百萬大軍一小部分在基區,剩下的大部分在集電區。在多數載流子電子進入到集電區后,集電區(N型)的少數載流子空穴與基區(P型)的少數載流子電子也會產生漂移運動,形成了電流Icbo,而另有一些會跨過基區到達發射區從而形成Iceo。上海旋轉三極管生產NPN型三極管,適合射極接GND集電極接負載到VCC的情況。
三極管負載電阻被直接跨接于三極管的集電極與電源之間,而位居三極管主電流的回路上,輸入電壓Vin則控制三極管開關的開啟(open) 與閉合(closed) 動作,當三極管呈開啟狀態時,負載電流便被阻斷,反之,當三極管呈閉合狀態時,電流便可以流通。詳細的說,當Vin為低電壓時,由于基極沒有電流,因此集電極亦無電流,致使連接于集電極端的負載亦沒有電流,而相當于開關的開啟(關閉狀態),此時三極管乃工作于截止(cut off)區。同理,當Vin為高電壓時,由于有基極電流流動,因此使集電極流過更大的放大電流,因此負載回路便被導通,而相當于開關的閉合(連接狀態),此時三極管乃工作于飽和區(saturation)。
三極管能以基極電流微小的變化量來控制集電極電流較大的變化量。這是三極管基本的和重要的特性。我們將ΔIc/ΔIb的比值稱為晶體三極管的電流放大倍數,用符號“β”表示。電流放大倍數對于某一只三極管來說是一個定值,但隨著三極管工作時基極電流的變化也會有一定的改變。根據三極管的作用我們分析它可以把微弱的電信號變成一定強度的信號,當然這種轉換仍然遵循能量守恒,它只是把電源的能量轉換成信號的能量罷了。三極管有一個重要參數就是電流放大系數β。當三極管的基極上加一個微小的電流時,在集電極上可以得到一個是注入電流β倍的電流,即集電極電流。集電極電流隨基極電流的變化而變化,并且基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化,這就是三極管的放大作用。三極管的作用還有電子開關,配合其它元件還可以構成振蕩器,此外三極管還有穩壓的作用。三極管發射極箭頭指向也是PN結在正向電壓下的導通方向。
當加在三極管發射結的電壓大于PN結的導通電壓,并且當基極的電流增大到一定程度時,集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大,而是處于某一定值附近不再怎么變化,此時三極管失去電流放大作用,集電極和發射極之間的電壓很小,集電極和發射極之間相當于開關的導通狀態,即為三極管的導通狀態。開關三極管處于飽和導通狀態的特征是發射結,集電結均處于正向偏置。而處于放大狀態的三極管的特征是發射結處于正向偏置,集電結處于反向偏置。這也是可以使用電壓表測試發射結,集電結的電壓值判定三極管工作狀況的原理。開關三極管正是基于三極管的開關特性來工作的。三極管的封裝形式有金屬封裝和塑料封裝兩大類。上海超快恢復三極管分類
三極管的腳位判斷,三極管的腳位有兩種封裝排列形式。上海肖特基三極管參數
三極管實際放大電路三極管在實際的放大電路中使用時,還需要加合適的偏置電路。這有幾個原因。首先是由于三極管BE結的非線性(相當于一個二極管),基極電流必須在輸入電壓大到一定程度后才能產生(對于硅管,常取0.7V)。當基極與發射極之間的電壓小于0.7V時,基極電流就可以認為是0。但實際中要放大的信號往往遠比0.7V要小,如果不加偏置的話,這么小的信號就不足以引起基極電流的改變(因為小于0.7V時,基極電流都是0)。如果我們事先在三極管的基極上加上一個合適的電流(叫做偏置電流,圖2中那個電阻Rb就是用來提供這個電流的,所以它被叫做基極偏置電阻),那么當一個小信號跟這個偏置電流疊加在一起時,小信號就會導致基極電流的變化,而基極電流的變化,就會被放大并在集電極上輸出。另一個原因就是輸出信號范圍的要求,如果沒有加偏置,那么只有對那些增加的信號放大,而對減小的信號無效(因為沒有偏置時集電極電流為0,不能再減小了)。而加上偏置,事先讓集電極有一定的電流,當輸入的基極電流變小時,集電極電流就可以減小;當輸入的基極電流增大時,集電極電流就增大。這樣減小的信號和增大的信號都可以被放大了。上海肖特基三極管參數
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