三極管及其應用電路---筆記整理

1、三極管及其應用電路一、 簡述半導體三極管也稱為晶體三極管，可以說它是電子電路中最重要的器件。它最主要的功能是電流放大和開關作用。三極管顧名思義具有三個電極。二極管是由一個PN結構成的，而三極管由兩個PN結構成，共用的一個電極成為三極管的基極（用字母b表示）。其他的兩個電極成為集電極（用字母c表示）和發(fā)射極（用字母e表示）。由于不同的組合方式，形成了一種是NPN型的三極管，另一種是PNP型的三極管。二、三極管的識別三極管的電路符號有兩種：有一個箭頭的電極是發(fā)射極，箭頭朝外的是NPN型三極管，而箭頭朝內的是PNP型。實際上箭頭所指的方向是電流的方向?；鶇^(qū)：較薄，摻雜濃度低；發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高，多

2、子載流子多；集電區(qū)：面積較大。圖2 NPN和PNP三極管的等效模型三、 三極管工作原理分析（）講三極管的原理我們從二極管的原理入手講起。我們知道二極管是由一個PN結構成的，而三極管由兩個PN結構成，共用的一個電極成為三極管的基極（用字母b表示）。二極管的結構與原理都很簡單，內部一個PN結具有單向導電性，如示意圖B。很明顯圖示二極管處于反偏狀態(tài)，PN結截止。我們要特別注意這里的截止狀態(tài)，實際上PN結截止時，總是會有很小的漏電流存在，也就是說PN結總是存在著反向關不斷的現(xiàn)象，PN結的單向導電性并不是百分之百。因為P區(qū)除了因“摻雜”而產(chǎn)生的多數(shù)載流子“空穴”之外，還總是會有極少數(shù)的本征載流子“電子”

3、出現(xiàn)。N區(qū)也是一樣，除了多數(shù)載流子電子之外，也會有極少數(shù)的載流子空穴存在。由于PN結內部存在有一個因多數(shù)載流子相互擴散而產(chǎn)生的內電場，而內電場的作用方向總是阻礙多數(shù)載流子的正向通過，所以，多數(shù)載流子正向通過PN結時就需要克服內電場的作用，需要約0.7伏的外加電壓，這是PN結正向導通的門電壓。而反偏時，內電場在電源作用下會被加強也就是PN結加厚，少數(shù)載流子反向通過PN結時，內電場作用方向和少數(shù)載流子通過PN結的方向一致，也就是說此時的內電場對于少數(shù)載流子的反向通過不僅不會有阻礙作用，甚至還會有幫助作用。結論：反偏時少數(shù)載流子反向通過PN結是比正偏時多數(shù)載流子正向通過PN結還要容易。這就能解釋為什

4、么三極管在飽和狀態(tài)下，集電極電位很低甚至會接近或稍低于基極電位，集電結處于零偏置，但仍然會有較大的集電結的反向電流Ic產(chǎn)生。2）集電極電流Ic的形成：如圖C，發(fā)射結加上正偏電壓導通后，在外加電壓的作用下，發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子電子就會很容易地被大量發(fā)射進入基區(qū)。這些載流子一旦進入基區(qū)，它們在基區(qū)（P區(qū)）的性質仍然屬于少數(shù)載流子的性質。如前所述，少數(shù)載流子很容易反向穿過處于反偏狀態(tài)的PN結，所以，這些載流子電子就會很容易向上穿過處于反偏狀態(tài)的集電結到達集電區(qū)形成集電極電流Ic。由此可見，集電極電流的形成并不是一定要靠集電極的高電位。集電極電流的大小更主要的要取決于發(fā)射區(qū)載流子對基區(qū)的發(fā)射與注入，取決

5、于這種發(fā)射與注入的程度。所以說：Ic的本質是“少子”電流，是通過電子注入而實現(xiàn)的人為可控的集電結“漏”電流，因此它就可以很容易地反向通過集電結。這就可以證明：三極管在放大狀態(tài)下，集電極電流Ic與集電極電位Vc的大小無關的原因。放大狀態(tài)下Ic并不受控于Vc，Vc的作用主要是維持集電結的反偏狀態(tài)。3）Ic與Ib的關系：通過上面的討論，現(xiàn)在已經(jīng)明白，三極管在電流放大狀態(tài)下，內部的主要電流就是由載流子電子由發(fā)射區(qū)經(jīng)基區(qū)再到集電區(qū)貫穿三極管所形成。當三極管的基極B上加一個微小的電流IB時，在集電極C上可以得到一個是注入電流倍（電流放大系數(shù)）的電流，即集電極電流Ic（Ic=IB ）。集電極電流隨基極電流的

6、變化而變化，并且基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化，這就是三極管的放大作用。三極管的電流Ic主要是電子流。這種貫穿的電子流與歷史上的電子三極管非常類似。如圖E，圖E就是電子三極管的原理示意圖。電子三極管的電流放大原理因為其結構的直觀形象，可以很自然得到解釋。如圖E所示，很容易理解，電子三極管Ib與Ic之間的固定比例關系，主要取決于電子管柵極（基極）的構造。當外部電路條件滿足時，電子三極管工作在放大狀態(tài)。在放大狀態(tài)下，穿過管子的電流主要是由發(fā)射極經(jīng)柵極再到集電極的電子流。電子流在穿越柵極時，很顯然柵極會對其進行截流，截流時就存在著一個截流比問題。截流比的大小，則主要與柵極的疏密度有關

7、，如果柵極做的密，它的等效截流面積就大，截流比例自然就大，攔截下來的電子流就多。反之截流比小，攔截下來的電子流就少。柵極攔截下來的電子流其實就是電流Ib，其余的穿過柵極到達集電極的電子流就是Ic。從圖中可以看出，只要柵極的結構尺寸確定，那么截流比例就確定，也就是Ic與Ib的比值確定。所以，只要管子的內部結構確定，的值就確定，這個比值就固定不變。由此可知，電流放大倍數(shù)的值主要與柵極的疏密度有關。柵極越密則截流比例越大，相應的值越低，柵極越疏則截流比例越小，相應的值越高。       其實晶體三極管的電流放大關系與電子三極管類似。晶體三極

8、管的基極就相當于電子三極管的柵極，基區(qū)就相當于柵網(wǎng)，只不過晶體管的這個柵網(wǎng)是動態(tài)的是不可見的。放大狀態(tài)下，貫穿整個管子的電子流在通過基區(qū)時，基區(qū)與電子管的柵網(wǎng)作用相類似，會對電子流進行截流。如果基區(qū)做得薄，摻雜度低，基區(qū)的空穴數(shù)就會少，那么空穴對電子的截流量就小，這就相當于電子管的柵網(wǎng)比較疏一樣。反之截流量就會大。與電子管不同的是，晶體管的截流主要是靠分布在基區(qū)的帶正電的“空穴”對貫穿的電子流中帶負電的“電子”中和來實現(xiàn)。所以，截流的效果主要取決于基區(qū)空穴的數(shù)量。而且，這個過程是個動態(tài)過程，“空穴”不斷地與“電子”中和，同時“空穴”又不斷地會在外部電源作用下得到補充。在這個動態(tài)過程中，空穴的等

9、效總數(shù)量是不變的?；鶇^(qū)空穴的總數(shù)量主要取決于摻“雜”度以及基區(qū)的厚薄，只要晶體管結構確定，基區(qū)空穴的總定額就確定，其相應的動態(tài)總量就確定。這樣，截流比就確定，晶體管的電流放大倍數(shù)的值就是定值。這就是為什么放大狀態(tài)下，三極管的電流Ic與Ib之間會有一個固定的比例關系的原因。4）內部載流子的傳輸過程發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子；集電區(qū)：收集載流子；基區(qū)：傳送和控制載流子（以NPN為例） IE = IEN+ IEPIC = ICN+ ICBOIB = IEP+ IBN- ICBO = IEP+ IEN - ICN ICBO = IE - IC3. 電流分配關系根據(jù)傳輸過程可知：IE=IB+ IC；IC= IC

10、N+ ICBO通常 IC >> ICBO a 為電流放大系數(shù)。它只與管子的結構尺寸和摻雜濃度有關，與外加電壓無關。由載流子的傳輸過程可知，由于電子在基區(qū)的符合，發(fā)射區(qū)注入到基區(qū)的電子并非全部到達集電極，管子制成后，符合所占的比例就定了。也就是由發(fā)射區(qū)注入的電子傳輸?shù)郊娊Y所占的百分比時一定的。這個百分比用a表示。稱為共基極電流放大系數(shù)，一般 a = 0.90.99 。根據(jù) IE=IB+ IC；IC= ICN+ ICBO且令ICEO= (1+ b ) ICBO（穿透電流） b 是另一個電流放大系數(shù)。同樣，它也只與管子的結構尺寸和摻雜濃度有關，與外加電壓無關。一般 b > 1 。

11、四、三極管曲線特性三極管的曲線特性即指三極管的伏安特性曲線，它是描述三極管的各端電流與兩個PN結外加電壓之間的關系的一種形式，其特點是能直觀，全面地反映晶體管的電氣性能的外部特性。包括輸入特性曲線和輸出特性曲線。4.1輸入特性是指三極管輸入回路中，加在基極和發(fā)射極的電壓UBE與由它所產(chǎn)生的基極電流IB之間的關系。UCE=const即一個固定值。1）UCE = 0時，相當于集電極與發(fā)射極短路，此時，IB和UBE的關系就是發(fā)射結和集電結兩個正向二極管并聯(lián)的伏安特性。因為此時發(fā)射結和集電結均正偏，IB是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)分別向基區(qū)擴散的電子電流之和。 2）UCE1V時，即：給集電結加上固定的反向電壓，集

12、電結的吸引力加強！使得從發(fā)射區(qū)進入基區(qū)的電子絕大部分流向集電極形成Ic。同時，在相同的UBE值條件 下，流向基極的電流IB減小，即特性曲線右移?？傊w管的輸入特性曲線與二極管的正向特性相似，因為b、e間是正向偏置的PN結（放大模式下）輸入特性曲線圖4.2輸出特性通常是指在一定的基極電流IB控制下，三極管的集電極與發(fā)射極之間的電壓UCE同集電極電流Ic的關系。IB=const即一個固定值。根據(jù)外加電壓的不同，整個曲線可劃分為四個區(qū)：放大區(qū)、截止區(qū)、飽和區(qū)、擊穿區(qū)4.2.1）飽和區(qū)（Ic隨UCE的增加而增加，即Ic受UCE顯著控制的區(qū)域，該區(qū)域內UCE的數(shù)值較小，一般UCE< 0.7V(

13、硅管)，此時發(fā)射結正偏，集電結正偏）即：UCE<UBE ， bIB>IC，UCE»0.3V ；在飽和模式下：UBE>0.7V，UBC>0，當 IB 改變時，Ic 基本上不會隨之而改變。晶體管飽和的程度將因IB和Ic的數(shù)值不同而改變，一般規(guī)定： 當 UCE=UBE 時的狀態(tài)為臨界飽和（UCB=0）； 當 UCEUBE 時的狀態(tài)為過飽和；飽和時的UCE用UCES表示，三極管深度飽和時UCES很小，一般小功率管的UCE= UCES 0.3V，而鍺管的UCES 0.1V，比硅管還要小，bIB >IC , IB >IBS。4.2.2）放大區(qū)（Ic平行于UCE

14、軸的區(qū)域，曲線基本平行等距。此時發(fā)射結正偏，集電結反偏，UCE > 0.7V(硅管)）。即： IC=bIB , 且 DIC = b D IB , IC只與IB有關。在放大模式下：UBE > 0.7V, UBC < 0，此時特性曲線表現(xiàn)為近似水平的部分，而且變化均勻，它有兩個特點：Ic的大小受IB的控制；Ic>>IB；隨著UCE的增加，曲線有些上翹。結論：在放大區(qū)，UBE> 0.7V，UBC< 0，發(fā)射結正偏，集電結反偏，Ic隨IB變化而變化，但與UCE的大小基本無關。Ic>>IB，具有很強的電流放大作用。如果集電極電流Ic是流過一個電阻R的

15、，那么根據(jù)電壓計算公式 U=R*I 可以算得，這電阻上電壓就會發(fā)生很大的變化。我們將這個電阻上的電壓取出來，就得到了放大后的電壓信號。 4.2.3截止區(qū)（IC接近零的區(qū)域，相當IB=0的曲線的下方，此時發(fā)射結反偏，集電結反偏） 即：UBE< 死區(qū)電壓（死區(qū)電壓：硅管0.5V，鍺管0.2V）， IB=0 ， IC=ICEO »0 ；在截止模式下：UBE<0.7V，UBC<0所以IB 0，IE = IC = 0結論：發(fā)射結反向偏置時，晶體管是截止的。 4.2.4擊穿區(qū)造成擊穿的原因:當UCE增大時，UCB相應增大，導致集電結Jc的阻擋層寬度增寬，直到集電結與發(fā)射結相遇，

16、基區(qū)消失，這時發(fā)射區(qū)的多子電子將直接受集電結電場的作用，引起集電極電流迅速增大，呈現(xiàn)類似擊穿的現(xiàn)象。三極管的反向擊穿主要表現(xiàn)為集電結的雪崩擊穿。 五、三極管的工作特點1）為了在放大模式信號時不產(chǎn)生明顯的失真，三極管應該工作在輸入特性的線性部分，而且始終工作在輸出特性的放大區(qū)，任何時候都不能工作在截止區(qū)和飽和區(qū)。2）為了保證三極管工作在放大區(qū)，在組成放大電路時，外加的電源的極性應使三有管的發(fā)射結處于正向偏置狀態(tài)，集電結則處于反向偏置狀態(tài)。 3）即使三極管工作在放大區(qū)，由于其輸入，輸出特性并不完全理想（表現(xiàn)為曲線而非直線），因此放大后的波形仍有一定程度的非線性失真。4）由于三極管是一個非線性元件，

17、其各項參數(shù)（如、rbe等）都不是常數(shù)，因此在分析三極管組成的放大電路時，不能簡單地采用線性電路的分析方法。而放大電路的基本分析方法是圖解法和微變等效電路（小信號電路分析）法。六、三極管的參數(shù)1.直流參數(shù) 1.1直流電流放大系數(shù) 1.1.1共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)： UCE=Const（即UCE是一個常數(shù)）。 1.1.2共基極直流電流放大系數(shù)： 1.2極間反向電流 1.2.1集電極基極間反向飽和電流ICBO ICBO的下標CB代表集電極和基極，O是Open的字頭，代表第三個電極發(fā)射極E開路。它相當于集電結的反向飽和電流。 1.2.2集電極發(fā)射間的反向飽和電流ICEO：ICEO和ICBO有如下關系

18、： ICEO= (1+ b ) ICBO 總結：ICBO和ICEO越小越好。2.交流參數(shù)2.1交流電流放大系數(shù)2.1.1共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)2.1.2共基極交流電流放大系數(shù) 2.2特征頻率f T 三極管的值不僅與工作電流有關，而且與工作頻率有關。由于結電容的影響，當信號頻率增加時，三極管的將會下降。當下降到1時所對應的頻率稱為特征頻率，用f T表示（這時三極管已無放大作用）。3.極限參數(shù) 3.1集電極最大允許電流ICM當集電極電流增加時，就要下降，當下降到線性放大區(qū)值的7030%時，所對應的集電極電流稱為集電極最大允許電流ICM 。至于下降多少，因不同型號不同廠家而不同?？梢?，當IC &g

19、t; ICM時，并不表示三極管會損壞。 3.2集電極最大允許功率損耗PCM 集電極電流通過集電結時所產(chǎn)生的功耗，PCM = ICVCB » ICVCE 因發(fā)射結正偏，呈低阻，所以功耗主要集中在集電結上。在計算時往往用VCE取代VCB 。 3.3反向擊穿電壓U(BR)CEO六、三極管放大電路工作原理分析1.三極管的放大作用，主要是依靠它的發(fā)射極電流能夠通過基區(qū)傳輸，然后到達集電極而實現(xiàn)的。實現(xiàn)這一傳輸過程的兩個條件是：（1）內部條件：發(fā)射區(qū)雜質濃度遠大于基區(qū)雜質濃度，且基區(qū)很薄。（2）外部條件：晶體管必須偏置在放大區(qū)：發(fā)射結正向偏置，集電結反向偏置。 2.基本放大電路分析放大電路時有兩

20、類問題：直流問題和交流問題。（電感通直阻交，電容通交阻直）（1）直流通路：將放大電路中的電容視為開路，電感視為短路即得。它又被稱為靜態(tài)分析。（2）交流通路：將放大電路中的電容視為短路，電感視為開路，直流電源視為短路即得。它又被稱為動態(tài)分析。2.1.共射極放大電路2.1.1）靜態(tài)放大電路不加輸入信號（Vi= 0 或 Ii= 0）時，電路中各處的電壓、電流都是固定不變的直流量，這時電路處于直流工作狀態(tài)，簡稱靜態(tài)。電路處于靜態(tài)時，三極管三個電極的電壓、電流在特性曲線上確定為一點，稱為靜態(tài)工作點，常稱為Q點。一般用IB、 IC和VCE （或IBQ、ICQ和VCEQ ）表示。設置正確靜態(tài)的必要性：設置正

21、確的靜態(tài)：輸出電壓必然失真！靜態(tài)工作點(Q點）的分析計算（求IB、IC、VCE） 步驟：2.1.1.1）畫直流通路：直流電流流經(jīng)的通路原則： Us=0，保留Rs；電容開路；電感相當于短路（線圈電阻近似為0）2.1.1.2）計算靜態(tài)工作點2.1.2）動態(tài)輸入信號不為零時，放大電路的工作狀態(tài)，也稱交流工作狀態(tài)。輸入正弦信號Us ，電路將處在動態(tài)工作情況。此時，三極管各極電流及電壓都將在靜態(tài)值的基礎上隨輸入信號作相應的變化。 畫交流通路：信號電流流經(jīng)的通路 原則：大容量電容相當于短路；直流電源VCC相當于交流接地。2.1.3）兩種實用放大電路2.1.3.1）直接耦合放大電路2.1.3.2) 阻容耦合

22、放大電路C1、C2為耦合電容,耦合電容的容量應足夠大，即對于交流信號近似為短路。其作用是“隔離直流、通過交流”。例題：放大電路如圖所示。已知BJT的 ß=80， Rb=300kW ， Rc=2kW， VCC= +12V，求：1）放大電路的Q點。此時BJT工作在哪個區(qū)域？（2）當Rb=100kW時，放大電路的Q點。此時BJT工作在哪個區(qū)域？（忽略BJT的飽和壓降）解：（1）靜態(tài)工作點為Q（40mA，3.2mA，5.6V），BJT工作在放大區(qū)。（2）當Rb=100kW時，VCE不可能為負值，其最小值也只能為0，即IC的最大電流為：此時，Q（120uA，6mA，0V），由于bIBQ >

23、; ICM 所以BJT工作在飽和區(qū)。2.2. 集電極放大電路和共基極放大電路的分析原理與共射極放大電路分析類似不重復不累贅（了解即可）。2.3. 放大電路三種組態(tài)的比較 2.3.1） 三種組態(tài)的判別：以輸入、輸出信號的位置為判斷依據(jù)信號由基極輸入，集電極輸出共射極放大電路，以基極電流IB 作為輸入控制電流。信號源消耗的功率很小。信號由基極輸入，發(fā)射極輸出共集電極放大電路信號由發(fā)射極輸入，集電極輸出共基極電路，以發(fā)射極電流IE 作為輸入控制電流。2.3.2）三種組態(tài)比較說明：輸入電阻是衡量放大電路從其前級取電流大小的參數(shù)，輸入電阻越大，從其前級取得的電流越小，對前級的影響越小。因而，輸入電阻越大

24、越好，輸出電阻越小越好。在三極管放大電路中：直流、交流信號時共存的，二兩種信號的作用不同。直流信號是基礎，它為BJT提供正確的偏置，保證BJT工作在放大狀態(tài)，并同時為BJT提供合適的直流工作點，以保證放大電路不失真地放大交流信號；交流信號時被放大的量。輸入回路將變化的電壓轉化成變化的基極電流。輸出回路將變化的集電極電流轉化成變化的集電極電壓，經(jīng)電容濾波只輸出交流信號。【注釋】符號規(guī)定UA：大寫字母、大寫下標，表示直流量；uA：小寫字母、大寫下標表示全量（既可是交流也可是直流）；ua小寫字母小寫下標，表示交流分量。2.3.2.1共射極放大電路：VCC集電極電源為電路提供能量，并保證集電結反偏。R

25、C集電極電阻，將變化的電流轉變?yōu)樽兓碾妷骸S基極電源與RB基極電阻，發(fā)射結正偏，并提供適當?shù)撵o態(tài)工作點。Cb1，Cb2耦合電容（隔直流通交流，放大交流信號輸出交流信號）：隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時能使信號順利輸入輸出。2.3.3）三種組態(tài)的特點及用途2.3.3.1）共射極放大電路：電壓和電流增益都大1，輸入電阻在三種組態(tài)中居中，輸出電阻與集電極電阻有很大關系。適用于低頻情況下，作多級放大電路的中間級。2.3.3.2）共集電極放大電路（射極跟隨器）：只有電流放大作用，沒有電壓放大，有電壓跟隨作用。在三種組態(tài)中，輸入電阻最高，輸出電阻最小，頻率特性好?？捎糜谳斎爰墶⑤敵黾壔蚓彌_級。2.

26、3.3.3）共基極放大電路：只有電壓放大作用，沒有電流放大，有電流跟隨作用，輸入電阻小，輸出電阻與集電極電阻有關。高頻特性較好，常用于高頻或寬頻帶低輸入阻抗的場合，模擬集成電路中亦兼有電位移動的功能。 2.4 總結2.4.1.工作模式 發(fā)射結 集電結 放大區(qū) 正偏 反偏 飽和區(qū) 正偏 正偏 截至區(qū) 反偏 反偏 2.4.2. 根據(jù)三極管正常放大的工作條件，工作在放大區(qū)的三極管，三個電極的電位有如下關系： NPN型：VC>VB>VE PNP型：VC<VB<VE 2.4.3不同材料的三極管，正常工作在放大區(qū)時，發(fā)射結的壓降不同。硅管：VBE= 0.7V（約） 鍺管：VBE=

27、0.3V（約）2.5 組合放大電路 多級放大電路的級間耦合形式：1）直接耦合，耦合電路采用直接連接或電阻連接，不采用電抗性元件。直接耦合電路可傳輸?shù)皖l甚至直流信號，因而緩慢變化的漂移信號也可以通過直接耦合放大電路。2）電抗性元件耦合：級間采用電容或變壓器耦合。抗性元件耦合，只能傳輸交流信號，漂移信號和低頻信號不能通過。 2.5.1）共射共基放大電路的（Av、 Ri 、Ro） 原理圖 交流通路 組合放大電路總的電壓增益等于組成它的各級單管放大電路電壓增益的乘積。前一級的輸出電壓是后一級的輸入電壓，后一級的輸入電阻是前一級的負載電阻RL。電壓增益其中：所以： 因為：因此：輸入電阻輸出電阻 Ro &

28、#187;Rc2 2.5.2）共集共集放大電路2.5.2.1）四種組合方式：2.5.2.2）求共集-共集放大電路的（Av、 Ri 、Ro ）注：T1、T2構成復合管，可等效為一個NPN管原理圖（上圖） 交流通路（下圖） 七、偏置電路三極管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。首先是由于三極管BE結的非線性（相當于一個二極管），基極電流必須在輸入電壓大到一定程度后才能產(chǎn)生（對于硅管，常取0.7V）。當基極與發(fā)射極之間的電壓小于0.7V時，基極電流就可以認為是0。但實際中要放大的信號往往遠比 0.7V要小，如果不加偏置的話，這么小的信號就不足以引起基極電流的改變（因為小于

29、0.7V時，基極電流都是0）。如果我們事先在三極管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（電阻一端接基極，另一端Vcc）就是用來提供這個電流的，所以它被叫做基極偏置電阻），那么當一個小信號跟這個偏置電流疊加在一起時，小信號就會導致基極電流的變化，而基極電流的變化，就會被放大并在集電極上輸出。另一個原因就是輸出信號范圍的要求，如果沒有加偏置，那么只有對那些增加的信號放大，而對減小的信號無效（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?。划斴斎氲幕鶚O電流增大時，集電極電流就增大。這樣減小的信號

30、和增大的信號都可以被放大了。八、三極管開關電路工作原理分析7.1原理分析：如右圖以NPN為例，因為受到電阻 Rc的限制（Rc是固定值，那么最大電流為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(xù)增大時，三極管就進入了飽和狀態(tài)。一般判斷三極管是否飽和的準則是：Ib* Ic。進入飽和狀態(tài)之后，三極管的集電極跟發(fā)射極之間的電壓將很小VCE » 0，可以理解為 一個開關閉合。若三極管是在截止區(qū)：IB趨近于0 (Ube 亦趨近于0)，說明外部電壓Ube太小，沒有達到發(fā)射結的門電壓值0.7V，發(fā)射區(qū)沒有載流子“電子”向基區(qū)的發(fā)射注入，所以，此

31、時既不會有電流IB，也更不可能有電流Ic。C 極與E 極間約呈斷路狀態(tài)，負載無電流，Ic = IB，Ic = 0，VCE = VCC。三極管在截止態(tài)時 C-E 間如同斷路，在飽和態(tài)時C-E 間如同通路，因此可以作為開關。7.2最小控制電流IIN 電壓VIN的分析與計算由于對硅三極管而言，其基射極接面之正向偏壓值約為VBE = 0.6伏特，因此欲使三極管截止，Vin必須低于0.6伏特，以使三極管的基極電流為零。通常在設計時，為了可以更確定三極管必處于截止狀態(tài)起見，往往使Vin值低于 0.3伏特。三極管呈飽和狀態(tài)時，集電極電流相當大，幾乎使得整個電源電壓Vcc均跨在負載電阻上，如此則VCE便接近于

32、0，而使三極管的集電極和射極幾乎呈短路。在理想狀況下，根據(jù)歐姆定律，三極管呈飽和時，其集電極電流應該為：因此，基極電流最少應為：  由于基極回路只是一個電阻和基射極接面的串聯(lián)電路，那么VIN最少為： 7.3開關應用舉例 (1) UI = UIL = - 2V時, 發(fā)射結反偏 T 截止: (2) UI = UIH = 3V時, 發(fā)射結正偏T 導通(放大還是飽和？): (3)飽和導通條件: ;因為： 所以：T 飽和 7.3常見三極管開關電路八、溫度對晶體管特性的影響由于三極管也是由半導體材料構成，和二極管一樣，溫度對晶體管的特性有著不容忽視的影響。表現(xiàn)在以下三個方面：1、溫度對UBE的影響：輸入特性曲線隨溫度升高向左移，這樣在IB不變時，UBE將減小。UBE隨溫度變化的規(guī)律與二極管正向導通電壓一樣，即：溫度每升高1，UBE減小22.5mV。2、溫度對ICBO的影響：ICBO是集電結的反向飽和電流，它隨溫度變化的規(guī)律是：溫度每升高10，ICBO約增大一倍。3、溫度對的影響：晶體管的電流放大系數(shù)隨溫度升高而增大，變化規(guī)律是：每升高1，值增大0.51%。在輸出特性曲線上，曲線間的距離隨溫度升高而增大?？傊?溫度對UBE、ICBO和 的影響反映在管子上的集電極電流 Ic上，它們都是使 Ic隨溫度升高而增大，這樣造成的后果將在后面的放大電路的穩(wěn)定及反饋中詳細