三極體的工作原理

2021-03-06 16:20:14 字數 4635 閱讀 8140

1樓:匿名使用者

三極體是電流放大器件,有三個極,分別叫做集電極c,基極b,發射極e。分成npn和pnp兩種。我們僅以npn三極體的共發射極放大電路為例來說明一下三極體放大電路的基本原理。

一、電流放大

下面的分析僅對於npn型矽三極體。如上圖所示,我們把從基極b流至發射極e的電流叫做基極電流ib;把從集電極c流至發射極e的電流叫做集電極電流 ic。這兩個電流的方向都是流出發射極的,所以發射極e上就用了乙個箭頭來表示電流的方向。

三極體的放大作用就是:集電極電流受基極電流的控制(假設電源 能夠提供給集電極足夠大的電流的話),並且基極電流很小的變化,會引起集電極電流很大的變化,且變化滿足一定的比例關係:集電極電流的變化量是基極電流變 化量的β倍,即電流變化被放大了β倍,所以我們把β叫做三極體的放大倍數(β一般遠大於1,例如幾十,幾百)。

如果我們將乙個變化的小訊號加到基極跟發射 極之間,這就會引起基極電流ib的變化,ib的變化被放大後,導致了ic很大的變化。如果集電極電流ic是流過乙個電阻r的,那麼根據電壓計算公式 u=r*i 可以算得,這電阻上電壓就會發生很大的變化。我們將這個電阻上的電壓取出來,就得到了放大後的電壓訊號了。

二、偏置電路

三極體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。首先是由於三極體be結的非線性(相當於乙個二極體),基極電流必須在輸入電壓 大到一定程度後才能產生(對於矽管,常取0.

7v)。當基極與發射極之間的電壓小於0.7v時,基極電流就可以認為是0。

但實際中要放大的訊號往往遠比 0.7v要小,如果不加偏置的話,這麼小的訊號就不足以引起基極電流的改變(因為小於0.7v時,基極電流都是0)。

如果我們事先在三極體的基極上加上一 個合適的電流(叫做偏置電流,上圖中那個電阻rb就是用來提供這個電流的,所以它被叫做基極偏置電阻),那麼當乙個小訊號跟這個偏置電流疊加在一起時,小 訊號就會導致基極電流的變化,而基極電流的變化,就會被放大並在集電極上輸出。另乙個原因就是輸出訊號範圍的要求,如果沒有加偏置,那麼只有對那些增加的 訊號放大,而對減小的訊號無效(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。

這樣減小的訊號和增大的訊號都可以被放大了。

三、開關作用

下面說說三極體的飽和情況。像上面那樣的圖,因為受到電阻 rc的限制(rc是固定值,那麼最大電流為u/rc,其中u為電源電壓),集電極電流是不能無限增加下去的。當基極電流的增大,不能使集電極電流繼續增大 時,三極體就進入了飽和狀態。

一般判斷三極體是否飽和的準則是:ib*β〉ic。進入飽和狀態之後,三極體的集電極跟發射極之間的電壓將很小,可以理解為 乙個開關閉合了。

這樣我們就可以拿三極體來當作開關使用:當基極電流為0時,三極體集電極電流為0(這叫做三極體截止),相當於開關斷開;當基極電流很 大,以至於三極體飽和時,相當於開關閉合。如果三極體主要工作在截止和飽和狀態,那麼這樣的三極體我們一般把它叫做開關管。

四、工作狀態

如果我們在上面這個圖中,將電阻rc換成乙個燈泡,那麼當基極電流為0時,集電極電流為0,燈泡滅。如果基極電流比較大時(大於流過燈泡的電流除以三極體 的放大倍數 β),三極體就飽和,相當於開關閉合,燈泡就亮了。由於控制電流只需要比燈泡電流的β分之一大一點就行了,所以就可以用乙個小電流來控制乙個大電流的通 斷。

如果基極電流從0慢慢增加,那麼燈泡的亮度也會隨著增加(在三極體未飽和之前)。

2樓:匿名使用者

三極體的工作原理:三極體,全稱為半導體三極體,也稱雙極型電晶體、晶體三極體,是一種電流控制電流的半導體器件,其作用是把微弱訊號放大成幅度值較大的電訊號,也用作無觸點開關。三極體是在一塊半導體基片上製作兩個相距很近的pn結,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,排列方式有pnp和npn兩種。

三極體具有電流放大作用,是電子電路的核心元件。

三極體的基本結構是兩個反向鏈結的pn接面,有pnp和npn兩種組合。三個接出來的端點依序稱為射極(emitter, e)、基極(base, b)和集極(collector,c),名稱**和它們在三極體操作時的功能有關。在沒接外加偏壓時,兩個pn接面都會形成耗盡區,將中性的p型區和n型區隔開。

下圖為一pnp三極體在此偏壓區的示意圖。eb接面的空乏區由於在正向偏壓會變窄,載體看到的位障變小,射極的電洞會注入到基極,基極的電子也會注入到射極;而bc接面的耗盡區則會變寬,載體看到的位障變大,故本身是不導通的。沒外加偏壓,和偏壓在正向活性區兩種情形下,電洞和電子的電位能的分布圖(見下圖)。

三極體和兩個反向相接的pn二極體最大的不同部分就在於三極體的兩個接面相當接近。以上述之偏壓在正向活性區之pnp三極體為例,射極的電洞注入基極的n型中性區,馬上被多數載體電子包圍遮蔽,然後朝集電極方向擴散,同時也被電子復合。當沒有被復合的電洞到達bc接面的耗盡區時,會被此區內的電場加速掃入集電極,電洞在集電極中為多數載體,很快藉由漂移電流到達鏈結外部的歐姆接點,形成集電極電流ic。

3樓:暴走少女

pnp三極體在使用中發射極電位最高,集電極電位最低時為ube<0,三極體按結構可以分為,npn型三極體和pnp型三極體。

pnp三極體管道通時ie=(放大倍數+1)*ib和icb沒有任何關係,icb=0 icb>0時,可能就與pnp三極體就有所關係,三極體在正常工作時,不管是在工作放大區還是飽和區icb=0,當ueb>0.7v(矽),rc/rb《放大倍數時,pnp三極體工作在飽和區,反之就工作在放大區。

擴充套件資料:

一、三極體結構型別

晶體三極體是在一塊半導體基片上製作兩個相距很近的pn結,兩個pn結把正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,排列方式有pnp和npn兩種。

從三個區引出相應的電極,分別為基極b發射極e和集電極c。

發射區和基區之間的pn結叫發射結,集電區和基區之間的pn結叫集電結。基區很薄,而發射區較厚,雜質濃度大,pnp型三極體發射區"發射"的是空穴,其移動方向與電流方向一致,故發射極箭頭向里。

npn型三極體發射區"發射"的是自由電子,其移動方向與電流方向相反,故發射極箭頭向外。發射極箭頭指向也是pn結在正向電壓下的導通方向。矽晶體三極體和鍺晶體三極體都有pnp型和npn型兩種型別。

二、工作狀態

1、截止狀態

當加在三極體發射結的電壓小於pn結的導通電壓,基極電流為零,集電極電流和發射極電流都為零,三極體這時失去了電流放大作用,集電極和發射極之間相當於開關的斷開狀態,我們稱三極體處於截止狀態。

2、放大狀態

當加在三極體發射結的電壓大於pn結的導通電壓,並處於某一恰當的值時,三極體的發射結正向偏置,集電結反向偏置,這時基極電流對集電極電流起著控制作用,使三極體具有電流放大作用,其電流放大倍數β=δic/δib,這時三極體處放大狀態。

3、飽和導通

當加在三極體發射結的電壓大於pn結的導通電壓,並當基極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,而是處於某一定值附近不怎麼變化。

這時三極體失去電流放大作用,集電極與發射極之間的電壓很小,集電極和發射極之間相當於開關的導通狀態。三極體的這種狀態我們稱之為飽和導通狀態。

4樓:陳雅是厚

三極體是一種控制

元件,主要用來控制電流的大小,以共發射極接法為例(訊號從基極輸入,從集電極輸出,發射極接地),當基極電壓ub有乙個微小的變化時,基極電流ib也會隨之有一小的變化,受基極電流ib的控制,集電極電流ic會有乙個很大的變化,基極電流ib越大,集電極電流ic也越大,反之,基極電流越小,集電極電流也越小,即基極電流控制集電極電流的變化。但是集電極電流的變化比基極電流的變化大得多,這就是三極體的放大作用。ic

的變化量與ib變化量之比叫做三極體的放大倍數β(β=δic/δib,

δ表示變化量。),三極體的放大倍數β一般在幾十到幾百倍。

三極體在放大訊號時,首先要進入導通狀態,即要先建立合適的靜態工作點,也叫

建立偏置

,否則會放大失真。

在三極體的集電極與電源之間接乙個電阻,可將電流放大轉換成電壓放大:當基極電壓ub公升高時,ib變大,ic也變大,ic

在集電極電阻rc的壓降也越大,所以三極體集電極電壓uc會降低,且ub越高,uc就越低,δuc=δub。

5樓:蘇堤舊事

三極體是電流放大器件,有三個極,分別叫做集電極c,基極b,發射極e。分成npn和pnp兩種。

以npn型矽三極體為例,我們把從基極b流至發射極e的電流叫做基極電流ib;把從集電極c流至發射極e的電流叫做集電極電流ic。這兩個電流的方向都是流出發射極的,所以發射極e上就用了乙個箭頭來表示電流的方向。

三極體的放大作用就是:集電極電流受基極電流的控制(假設電源能夠提供給集電極足夠大的電流的話),並且基極電流很小的變化,會引起集電極電流很大的變化,且變化滿足一定的比例關係:集電極電流的變化量是基極電流變化量的β倍,即電流變化被放大了β倍,所以我們把β叫做三極體的放大倍數(β一般遠大於1,例如幾十,幾百)。

如果我們將乙個變化的小訊號加到基極跟發射極之間,這就會引起基極電流ib的變化,ib的變化被放大後,導致了ic很大的變化。如果集電極電流ic是流過乙個電阻r的,那麼根據電壓計算公式u=r*i可以算得,這電阻上電壓就會發生很大的變化。我們將這個電阻上的電壓取出來,就得到了放大後的電壓訊號了。

6樓:孝修平苑叡

三極體分為三極:集電極發射極基極!在基極訊號(小電壓)在集電極接上負載(大電壓)的負極,然後兩個電流一併沿發射極流回負極,也就達到了放大了功能,說白了基極就是開關!

三極體放大問題,三極體的放大原理?

三極體的電流放大倍數 hfe 是會隨著集電極和發射極之間的電壓以及溫度的變化而變的,通常是成正比關係,你看看三極體的輸出特性曲線圖就能了解。但是這種變化不會特別大。hfe和放大倍數 基本一樣,hfe是三極體的電流放大倍數,但是一般是指直流放大倍數。其大小和工作電流有關,不是固定值 一般指交流的放大倍...

三極體工作原理

愛生活的淇哥 原理 三極體npn管,它由2塊n型半導體中間夾著一塊p型半導體所組成,發射區與基區之間形成的pn結稱為發射結,而集電區與基區形成的pn結稱為集電結,三條引線分別稱為發射極e 基極b 和集電極c。當b點電位高於e點電位零點幾伏時,發射結處於正偏狀態,而c點電位高於b點電位幾伏時,集電結處...

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