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這樣講三極管工作原理,你是不是特別容易懂?

時間:10-12 15:05

1、晶體三極管簡介。晶體三極管是p型和n型半導體的有機結合,兩個pn結之間的相互影響,使pn結的功能發生了質的飛躍,具有電流放大作用。晶體三極管按結構粗分有npn型和pnp型兩種類型。如圖2-17所示。(用Q、VT、PQ表示)三極管之所以具有電流放大作用,首先,制造工藝上的兩個特點:(1)基區的寬度做的非常薄;(2)發射區摻雜濃度高,即發射區與集電區相比具有雜質濃度高出數百倍。







2、晶體三極管的工作原理。

其次,三極管工作必要條件是(a)在B極和E極之間施加正向電壓(此電壓的大小不能超過1V);(b)在C極和E極之間施加反向電壓(此電壓應比eb間電壓較高);(c)若要取得輸出必須施加負載。

圖2-17 三極管的構造示意圖

最后,當三極管滿足必要的工作條件后,其工作原理如下:

(1) 基極有電流流動時。由于B極和E極之間有正向電壓,所以電子從發射極向基極移動,又因為C極和E極間施加了反向電壓,因此,從發射極向基極移動的電子,在高電壓的作用下,通過基極進入集電極。于是,在基極所加的正電壓的作用下,發射極的大量電子被輸送到集電極,產生很大的集電極電流。

(2)基極無電流流動時。在B極和E極之間不能施加電壓的狀態時,由于C極和E極間施加了反向電壓,所以集電極的電子受電源正電壓吸引而在C極和E極之間產生空間電荷區,阻礙了從發射極向集電極的電子流動,因而就沒有集電極電流產生。

綜上所述,在晶體三極管中很小的基極電流可以導致很大的集電極電流,這就是三極管的電流放大作用。此外,三極管還能通過基極電流來控制集電極電流的導通和截止,這就是三極管的開關作用(開關特性)。

參見晶體三極管特性曲線2-18圖所示:





圖2-18 晶體三極管特性曲線

3、晶體三極管共發射極放大原理如下圖所示:

A、vt是一個npn型三極管,起放大作用。

B、ecc 集電極回路電源(集電結反偏)為輸出信號提供能量。

C、rc 是集電極直流負載電阻,可以把電流的變化量轉化成電壓的變化量反映在輸出端。

D、基極電源ebb和基極電阻rb,一方面為發射結提供正向偏置電壓,同時也決定了基極電流ib.

圖2-19 共射極基本放大電路

E、cl、c2作用是隔直流通交流偶合電容。

F、rl是交流負載等效電阻。

交流通路:ui正端-cl-vtb-vtc-c2-rl-ui負端。

(1)在日常使用中采用兩組電源不便,可用一組供電。

(2)為簡化電路,用“UCC”的端點和“地”表示直流電源。

(3)把輸入信號電壓、輸出信號電壓和直流電源的公共端點稱為“地”并用符號“丄”表示,以地端作零電位參考。

畫外音: 我們可以用水龍頭與閘門放水的關系,來想象或者說是理解三極管的放大原理。其示意圖如下圖 2-20 所示:

圖 2-20 三極管放大原理參考示意圖

① 如圖 2.20 (a)所示:當發射結無電壓或施加電壓在門限電壓以下,相當于閘門關緊時,水未從水龍頭底部通過水嘴流出來。此時, ec 之間電阻值無窮大, ec 之間的電流處于截止狀態,或者說是開關的 OFF 狀態。

圖 2-20 三極管放大原理參考示意圖

② 如圖 2.20 ( b )所示:當對發射結施加電壓在門限電壓范圍時(以硅管 0.7V 左右為例),相當于閘門松動一點點,從水龍頭底部通過水嘴流出的水成滴答狀態。此時, ec 之間的電阻值也下降了一點點。





圖 2-20 三極管放大原理參考示意圖

③ 如圖 2.20 ( c )所示:當對發射結施加電壓在 0.8V 時,相當于閘門已打開三分之一的狀態時,水龍頭底部已經可以有三分之一的水通過水嘴流出來了,此時, ec 之間的電阻值也下降了三分之一, ec 之間的電流處于調控或者說是放大狀態。

圖 2-20 三極管放大原理參考示意圖

④ 如圖 2.20 ( d )所示:當對發射結施加電壓在 0.9V 時,相當于閘門已打開三分之二的狀態時,水龍頭底部已經可以有三分之二的水通過水嘴流出來了,此時, ec 之間的電阻值也下降了三分之二, ec 之間的電流處于調控或者說是放大狀態。

圖 2-20 三極管放大原理參考示意圖

⑤ 如圖 2.20 ( e )所示:當對發射結施加電壓在 1V 或者 1V 以上時,相當于閘門已完全打開的狀態時,水龍頭底部所有的水已經可以通過水嘴流出來了,此時, ec 之間的電阻值也下降為“ 0 ”,或者說很小,可以或略不計, ec 之間的電流處于飽和狀態,或者說是開關的 ON 狀態。


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