三极管原理全总结.pdf
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1、1、三极管的正偏与反偏:给PN结加的电压和 PN结的允许电流方向一致的 叫正偏,否则就是反偏。即当P区(阳极)电位高于 N区电位时就是正偏,反之 就是反偏。例如NPN 型三极管,位于放大区时,UcUb集电极反偏, UbUe发射 极正偏。总之,当 p 型半导体一边接正极、 n 型半导体一边接负极时, 则为正偏, 反之为反偏。 NPN 和 PNP 主要是电流方向和电压正负不同。 NPN 是用 BE的电流( IB)控制 CE的电流( IC),E极电位最低,且正 常放大时通常 C极电位最高,即 VCVBVE。 PNP 是用 EB的电流( IB)控制 EC的电流( IC),E极电位最高,且正 常放大时通
2、常 C极电位最低,即 VCVB 发射极电压 Ue ,集电结反偏就是集电极电压Uc基极电压 Ub 。放大 条件: NPN 管:UcUbUe ;PNP管:UeUbUc 。 (2)饱和区:发射结正偏、集电结正偏-BE、CE两 PN结均正偏。即饱和 导通条件: NPN 管:UbUe,UbUc ,PNP 型管:UeUb,UcUb 。饱合状态的特征是: 三极管的电流 Ib 、Ic 都很大,但管压降 Uce 却很小,Uce0。这时三极管的 c、 e 极相当于短路,可看成是一个开关的闭合。 饱和压降,一般在估算小功率管时, 对硅管可取 0.3V,对锗管取 0.1V。此时的,iC 几乎仅决定于 Ib ,而与 U
3、ce无关, 表现出 Ib 对 Ic 的控制作用。 (3)截止区:发射结反偏,集电结反偏。由于两个PN 结都反偏,使三极 管的电流很小, Ib 0,Ic 0,而管压降 Uce 却很大。这时的三极管c、e 极相 当于开路。可以看成是一个开关的断开。 3、三极管三种工作区的电压测量 如何判断电路中的一个NPN硅晶体管处于饱和 , 放大, 截止状态?用电压表 测基极与射极间的电压Ube 。 饱和状态 eb 有正偏压约 0.65V 左右,ce 电压接近 0V. 放大状态 eb 有正偏压约 0.6V,ce 电压大于 0.6V 小于电源电压 . 截止状态 eb 电压低于 0.6V,ce 电压等于或接近电源
4、. 在实际工作中,可用测量BJT各极间电压来判断它的工作状态。NPN型硅管 的典型数据是:饱和状态 Ube=0.7V, Uce=0.3V; 放大区 Ube=0.7V; 截止区 Ube=0V 。 这是对可靠截止而言, 实际上当 Ube0.5V时,即已进入截止状态。 对于 PNP管, 其电压符号应当相反。 截止区:就是三极管在工作时,集电极电流始终为0。此时,集电极与发射 极间电压接近电源电压。对于NPN 型硅三极管来说,当Ube在 00.5V 之间时, Ib 很小,无论 Ib 怎样变化, Ic 都为 0。此时,三极管的内阻(Rce)很大,三 极管截止。当在维修过程中,测得Ube低于 0.5V 或
5、 Uce接近电源电压时,就可 知道三极管处在截止状态。 放大区:当 Ube在 0.5 0.7V 之间时, Ube的微小变化就能引起Ib 的较大 变化, Ib 随 Ube基本呈线性变化,从而引起Ic 的较大变化( Ic= Ib )。这时 三极管处于放大状态,集电极与发射极间电阻(Rce)随 Ube可变。当在维修过 程中,测得 Ube在 0.5 0.7V 之间时,就可知道三极管处在放大状态。 饱和区:当三极管的基极电流( Ib )达到某一值后,三极管的基极电流无论 怎样变化, 集电极电流都不再增大, 一直处于最大值, 这时三极管就处于饱和状 态。三极管的饱和状态是以三极管集电极电流来表示的,但测量
6、三极管的电流很 不方便, 可以通过测量三极管的电压Ube及 Uce来判断三极管是否进入饱和状态。 当 Ube略大于 0.7V 后,无论 Ube怎样变化, 三极管的 Ic 将不能再增大。 此时三 极管内阻( Rce)很小, Uce低于 0.1V,这种状态称为饱和。三极管在饱和时的 Uce 称为饱和压降。 当在维修过程中 测量到 Ube在 0.7V 左右、而 Uce低于 0.1V 时,就可知道三极管处在饱和状态。 截止区: UbUbe 放大区: UbeUon 且 UCE=Ube,即 UcUbUe 。 饱和区: UbeUon 且 UceVb,VcVb ,ec 间电压也约等于0.3V。NPN 型三极管
7、截止时只需发射极 反偏即可, PNP 型三极管与 NPN 型三极管截止条件相同。 4、三极管用于开关电路的原理 两个 PN结都导通,三极管导通,这时三极管处于饱和状态,即开关电路的 “开”状态,这时CE极间电压小于 BE极间电压。两个 PN结均反偏,即为开关 电路的“关”状态,三极管截止。 5. 三极管构成放大器有三种电路连接方式 共射极放大器,发射极为公共端,基极为输入端,集电极为输出端。 共集极放大器,集电极为公共端,基极为输入端,发射极为输出端。 共基极放大器,基极为公共端,发射极为输入端,集电极为输出端。 6、PNP 管和 NPN 管的用法 a. 如果输入一个高电平,而输出需要一个低电
8、平时,首选择NPN 。 b. 如果输入一个低电平,而输出需要一个低电平时,首选择PNP 。 c. 如果输入一个低电平,而输出需要一个高电平时,首选择NPN 。 d. 如果输入一个高电平,而输出需要一个高电平时,首选择PNP 。 NPN基极高电压,极电极与发射极短路( 导通). 低电压,极电极与发射极开 路. 也就是不工作。 PNP 基极高电压 , 极电极与发射极开路,也就是不工作。如果基极加低电位, 集电极与发射极短路(导通) 。 7、晶体三极管是一种电流控制元件。在实际使用中常常利用三极管的电流 放大作用,通过电阻 (在三极管的集电极与电源之间接一个电阻) 转变为电压放大 作用。 共射极电路
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