三极管npn怎么判断是放大还是饱和

判断一个电路中的三极管是工作于放大状态还是饱和状态很简单,你只要用电压表测量三极管集电极与发射极之间的压降即可。

这里以常用的NPN型硅三极管为例,你这个图中的三极管电路是典型的共射极放大电路,图中电阻若选值合适,使三极管的基极电压比发射极电压高约0.5-0.7V,并且Rc阻值合适,这时管子的集电极与发射极之间的电压Uce一定>1V,此时,三极管就工作于线性放大状态。若Rb1、Rb2取值不合适,导致偏置电流Ib过大,这时,三极管的集电极电流Ic便会增大,从而导致Rc上压降增大。若该压降增大到使三极管集电极-发射极之间的电压Uce<1V,此时三极管便处于饱和状态,从而失去了线性放大作用。若该电压低于0.3V,三极管便处于深度饱和状态。

顺便说一下,一般作为线性放大器使用时,都将三极管的Uce选择在½电源电压处,这样可以获得最大的线性动态范围。

书上写的是NPN型二极管在处于放大状态时,发射结正偏,集电结反偏吧。

三极管npn怎么判断是放大还是饱和

◎NPN三极管内部载流子运动情况:

☞发射区向基区发射电子

发射结处在正偏置,使发射区的多数载流子(自由电子)不断通过发射结扩散到基区。与此同时,基区的空穴也会扩散到发射区,由于两者掺杂浓度的悬殊,行程发射级电流Ie的载流子主要是电子,电流方向与电子运动方向相反。发射区的电子再由电源的负极来补充。

☞电子在基区中扩散与复合

扩散到基区的电子,将有一小部分与基区的空穴复合,同时基极电源Vbb不断向基区提供空穴,形成基极电流Ib。由于基区掺杂的浓度很低又很薄,在基区与空穴复合的电子很少,所以基极电流Ib也很小。扩散到基区的电子除了被基区复合掉一小部分,大量的电子都能扩散到集电结边缘。

☞集电结收集电子

反向偏置的集电结阻碍了集电区的多子(自由电子)向基区扩散,但扩散到集电结边缘的电子在集电结电场作用下越过集电结,达到集电区,在集电极电源的作用下行程集电极电流Ic。

◎晶体管电流分配关系和电流放大系数

Ie=Ib+Ic且Ib远远小于Ic,表示的是发射级发射的电子绝大多数都通过基极达到集电区只有少数电子在基区与空穴复合。

当Ib有一增量△Ib时,Ic也有相应的增量△Ic和△Ie,△Ie=△Ib+△Ie且△Ie远远小于△Ic。这也解释了当基基电流发生小变化△Ib时,会引起集电极电流有一个大变化量△Ic。这就是晶体管电流放大作用的原理。

共射交流电流放大系数:

β=△Ic/△Ib

共射直流电流放大系数:

β=Ic/Ib

☞由于三极管处于放大状态是由条件的,NPN三极管工作时集电极电压>基极>发射极。根据电流关系不同又划分为饱和区、放大区和截止区。

◎其输出特性曲线如下图:

三极管npn怎么判断是放大还是饱和

当Ib=0以下(基极无电流时)的区域称为截止区,此时发射结集电结均反偏。

当Uce=Ube时(即Ic=βIb,β为三极管放大倍数)为临界饱和状态。以上的区域为深度饱和状态,深度饱和时共射直流放大系数关系不再成立。

三极管npn怎么判断是放大还是饱和

三极管三种工作状态,其中断开和导通两状态时作为开关使用。

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