三級管基本工作原理介紹與三極管工作狀態(tài)解析

• 三極管簡介

三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個相距很近的PN結(jié)，兩個PN結(jié)把整塊半導(dǎo)體分成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)。發(fā)射區(qū)與基區(qū)間的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，集電區(qū)和基區(qū)間的PN結(jié)稱為集電結(jié)。

三極管是一種具有電流放大作用的半導(dǎo)體元器件。

按照結(jié)構(gòu)形式分為NPN和PNP型，按照半導(dǎo)體材料分為硅管和鍺管（硅管導(dǎo)通壓降為0.7V，鍺管導(dǎo)通壓降為0.3V）

• 三極管工作狀態(tài)

對于NPN管來說，Vbe=Vb-Ve和Vbc=Vb-Vc，電壓大于零表示正偏，小于零表示反偏。

對于PNP管來說，Veb=Ve-Vb和Vcb=Vc-Vb，電壓大于零表示正偏，小于零表示反偏。

放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏 ；
飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)與集電結(jié)均正偏 ；
截止區(qū)：發(fā)射結(jié)與集電結(jié)均反偏 ；

反向放大區(qū)：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)正偏；

*數(shù)字電路中晶體管主要工作在飽和區(qū)與截止區(qū)，起開關(guān)作用。從上圖可以看出，當(dāng)處于飽和區(qū)，Vce的電壓是比較小的。

其實IB＝0時, Ic并不等于零, 而是等于穿透電流ICEO。一般硅三極管的穿透電流小于1μA, 在特性曲線上無法表示出來。鍺三極管的穿透電流約幾十至幾百微安。

三極管是一個以b(基極)電流Ib 來驅(qū)動流過CE 的電流Ic 的器件，它的工作原理很像一個可控制的閥門，三極管工作在放大狀態(tài)下存在Ic=β*Ib的關(guān)系。

上圖細(xì)管子里藍(lán)色的小水流沖動杠桿使大水管的閥門開大，就可允許較大紅色的水流通過這個閥門。當(dāng)藍(lán)色水流越大，也就使大管中紅色的水流更大。

如果放大倍數(shù)是100，那么當(dāng)藍(lán)色小水流為1 千克/小時，那么就允許大管子流過100千克/小時的水。三極管的原理也跟這個一樣，放大倍數(shù)為100 時，當(dāng)Ib(基極電流)為1mA 時，Ice的電流為100mA，此時三極管處于放大狀態(tài);

而當(dāng)沒有藍(lán)色水流流過時，大水管的閥門不打開，沒有紅色水流流過，三極管也就沒電流從C流到e，三極管處于截止?fàn)顟B(tài);

當(dāng)藍(lán)色水流足夠大使大水管的閥門完全打開時，此時藍(lán)色水流再變大，也不會影響紅色水流的大小，同理當(dāng)Ib的電流足夠大，Ice的電流將不會受基極電流影響，此時三極管處于飽和狀態(tài)。

• 基極電流達(dá)到多少時三極管飽和?

這個值應(yīng)該是不固定的，它和集電極負(fù)載、β值有關(guān)，估算是這樣的：假定負(fù)載電阻是1K，VCC是5V，飽和時電阻通過電流最大也就是5mA，用除以該管子的β值(假定β=100) ：5/100=0.05mA=50μA，那么基極電流大于50μA就可以飽和。但是在實際工作中，常用Ib*β=U/R作為判斷臨界飽和的條件。根據(jù)Ib*β=V/R算出的Ib值，只是使晶體管進(jìn)入了初始飽和狀態(tài)，實際上應(yīng)該取該值的數(shù)倍以上，才能達(dá)到真正的飽和。倍數(shù)越大，飽和程度就越深。

• 怎樣判斷三極管的工作狀態(tài)？

方法1：根據(jù)三極管工作狀態(tài)時各個電極的電位高低，

從而判別三極管的工作狀態(tài)。

方法2：先假設(shè)是在飽和區(qū)，再計算C E兩端的電壓，

以0.3V(具體電壓根據(jù)芯片手冊選擇）作為飽和區(qū)放大區(qū)的判斷標(biāo)準(zhǔn)，

小于則為飽和模式，大于則為放大模式；當(dāng)c e間電壓為無窮大時即為截止區(qū)！

• 簡單判斷三極管管腳

不管是NPN還是PNP，把三極管擺正，

直插式的，按下圖放置：中間一腳為C，左邊為E，右邊為B。

貼片式的，按下圖放置：中間一腳為C，左邊為B，右邊為E。