三極管的導(dǎo)通條件
1.截止區(qū):
其特征是發(fā)射結(jié)電壓小于開啟電壓且集電結(jié)反向偏置。對(duì)于共射電路,UBE《=UON且UCE》UBE 。此時(shí)IB=0,而iC《=ICEO。小功率硅管的ICEO+在1uA以下,鍺管的ICEO小于幾十微安。因此在近似計(jì)算時(shí)認(rèn)為晶體管截止時(shí)的iC=0。
2.放大區(qū):
其特征是發(fā)射結(jié)正向偏置(UBE大于發(fā)射結(jié)開啟電壓UON)且集電結(jié)反向偏置。對(duì)于共射電路,UBE》UON且UCE》=UBE (即UC》UB》UE)。此時(shí)的,iC幾乎僅決定于IB,而與UCE無(wú)關(guān),表現(xiàn)出IB 對(duì) iC的控制作用,IC=?IB。在理想情況下,當(dāng)IB按等差變化時(shí),輸出特性是一組橫軸的等距離平行線。(簡(jiǎn)單的說(shuō)對(duì)于NPN型管子,是C點(diǎn)電位》B點(diǎn)電位》E點(diǎn)電位,對(duì)PNP型管子,是E點(diǎn)電位》B點(diǎn)電位》C點(diǎn)電位,這是放大的條件。)
3.飽和區(qū):
其特征是發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于正向偏置。對(duì)于共射電路,UBE》UON且 UCE《UBE。此時(shí)IC不僅與IB有關(guān),而且明顯隨UCE增大而增大,IC《IB。在實(shí)際電路中,如晶體管的UBE增大時(shí),IB隨之增大,但I(xiàn)C增大不多或基本不變,則說(shuō)明晶體管進(jìn)入飽和區(qū)。對(duì)于小功率管,可以認(rèn)為當(dāng)UCE=UBE,及UCB=0時(shí),晶體管處于臨界狀態(tài),及臨界飽和和臨界放大狀態(tài)。
主要是根據(jù)兩個(gè)pn結(jié)的偏置條件來(lái)決定:
發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏——放大狀態(tài);
發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)也正偏——飽和狀態(tài);
發(fā)射結(jié)反偏,集電結(jié)也反偏——截止?fàn)顟B(tài)。
這些狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換,可以通過(guò)輸入電壓或者相應(yīng)的輸入電流來(lái)控制,例如:在放大狀態(tài)時(shí),隨著輸入電流的增大,當(dāng)輸出電流在負(fù)載電阻上的壓降等于電源電壓時(shí),則電源電壓就完全降落在負(fù)載電阻上,于是集電結(jié)就變成為0偏壓,并進(jìn)而變?yōu)檎珘骸从煞糯鬆顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡蜖顟B(tài)。當(dāng)輸入電壓反偏時(shí),則發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都成為了反偏,沒(méi)有電流通過(guò),即為截止?fàn)顟B(tài)。
正偏與反偏的區(qū)別:對(duì)于NPN晶體管,當(dāng)發(fā)射極接電源正極、基極接負(fù)極時(shí),則發(fā)射結(jié)是正偏,反之為反偏;當(dāng)集電極接電源負(fù)極、基極(或發(fā)射極)接正極時(shí),則集電結(jié)反偏,反之為正偏??傊?,當(dāng)p型半導(dǎo)體一邊接正極、n型半導(dǎo)體一邊接負(fù)極時(shí),則為正偏,反之為反偏。
1 三極客的飽和狀態(tài)確實(shí)取決于外部偏置電阻電路,但不一定需要事先設(shè)置好。如,當(dāng)集電極電阻的參數(shù)處在合適范圍時(shí),三極客是否進(jìn)入飽和狀態(tài)主要取決于基極的控制。開關(guān)型三極管就是這樣工作的,要么截止要么飽和,取決于基極的控制。
2 三極客處于飽和狀態(tài)時(shí),兩個(gè)PN結(jié)不是“都”處于正偏狀態(tài),發(fā)射結(jié)是正偏狀態(tài),要特別注意的是集電結(jié),集電結(jié)電壓雖然可以為正但決不能達(dá)到門值,所以集電結(jié)并不是正偏狀態(tài)。如果集電結(jié)的正電壓達(dá)到門值,則反向的集電結(jié)(極)“少子”電流將消失,取而代之的就是由基極指向集電極的“正向多子”電流,這時(shí)的三極管就完全等效成了兩個(gè)二極管,這個(gè)正向多子電流純粹就是集電結(jié)的一個(gè)正向?qū)娏鳎炊O管電流),而不再具備集電極電流的任何意義。
所以,飽和狀態(tài)條件下,發(fā)射結(jié)是正偏,集電結(jié)是“零”偏并不是正偏,因此,集電極的電流仍然是以發(fā)射區(qū)過(guò)來(lái)的“少子”構(gòu)成,屬于少子反向?qū)娏?。為什么說(shuō)是反向,前已說(shuō)明。
使三極管處于飽和導(dǎo)通狀態(tài),需要滿足的條件是什么?
從電壓上描述是:三極管發(fā)射結(jié)正向偏置,集電結(jié)零偏置或正向偏置;
Ube ≈ 0.7 V,Ubc ≥ 0 V 。
從電流上描述是:基極電流乘以放大倍數(shù)大于集電極電流:
Ib * β 》 Ic ≈ Vcc / Rc,電源電壓除以集電極電阻.