今天,小編將在這篇文章中為大家?guī)?a href="/tags/三極管" target="_blank">三極管的有關報道,通過閱讀這篇文章,大家可以對三極管具備清晰的認識,主要內(nèi)容如下。
一、三極管放大原理
1、發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子
電源Ub經(jīng)過電阻Rb加在發(fā)射結上,發(fā)射結正偏,發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子(自由電子)不斷地越過發(fā)射結進入基區(qū),形成發(fā)射極電流Ie。同時基區(qū)多數(shù)載流子也向發(fā)射區(qū)擴散,但由于多數(shù)載流子濃度遠低于發(fā)射區(qū)載流子濃度,可以不考慮這個電流,因此可以認為發(fā)射結主要是電子流。
2、基區(qū)中電子的擴散與復合
電子進入基區(qū)后,先在靠近發(fā)射結的附近密集,漸漸形成電子濃度差,在濃度差的作用下,促使電子流在基區(qū)中向集電結擴散,被集電結電場拉入集電區(qū)形成集電極電流Ic。也有很小一部分電子(因為基區(qū)很?。┡c基區(qū)的空穴復合,擴散的電子流與復合電子流之比例決定了三極管的放大能力。
3、集電區(qū)收集電子
由于集電結外加反向電壓很大,這個反向電壓產(chǎn)生的電場力將阻止集電區(qū)電子向基區(qū)擴散,同時將擴散到集電結附近的電子拉入集電區(qū)從而形成集電極主電流Icn。另外集電區(qū)的少數(shù)載流子(空穴)也會產(chǎn)生漂移運動,流向基區(qū)形成反向飽和電流,用Icbo來表示,其數(shù)值很小,但對溫度卻異常敏感。
二、三極管輸出特性曲線解讀
為便于描述,畫出三極管放大電路示意圖如圖1所示:
圖1 三極管放大電路示意圖
從示意圖可以得到,相關物理量滿足公式:Ic=(Vcc-Vce)/Rc?;诖斯?,可以得到以下結論:當Vcc與Rc不變時,集電極電流越大,集電極與發(fā)射極之間的壓降越小。
另貼出三極管輸出特性曲線如圖2所示:
圖2 三極管輸出特性曲線
根據(jù)三級管的特性,在截止區(qū),發(fā)射結反偏,基極電流Ib=0,因此集電極電流Ic=0。在放大區(qū),Ic=βIb,因此,其輸出特性曲線為一條直線。關鍵在于飽和區(qū),根據(jù)前述公式Ic=(Vcc-Vce)/Rc,當Vce逐漸變小,Ic應該變大,輸出特性曲線隨著Vce的變小應該向上拐,公式與輸出特性曲線的描述出現(xiàn)了矛盾。
當然,這種矛盾僅僅是分析方法上的錯誤,根據(jù)公式Ic=(Vcc-Vce)/Rc,得到當Vce逐漸變小,Ic應該變大的結論時是基于Vcc與Rc不變時,那么究竟什么會影響Vce的值呢?一是外電源Vcc,另外一個是基極電流Ib。
三極管輸出特性曲線可表述為:Ic=F(Vce)|Ib=常數(shù),即在基極電流一定時,集電極電流與Vce之間的關系。*所以任取一條輸出特性曲線,基極電流Ib是一定的,Vce的減小是由外電源Vcc的變化所引起的。*再回到公式Ic=(Vcc-Vce)/Rc,可以發(fā)現(xiàn),得到當Vce逐漸變小,Ic應該變大的結論的前提是不存在的,因此得到了錯誤的結果。
在實際的應用場景中,外電源不變時,三極管處于飽和區(qū)的集電極電流的確要比在放大區(qū)是大,這點在輸出特性曲線上如何表示呢?答案是:三極管的工作狀態(tài)會隨著負載線移動。
圖3 Ib變化時,Ic與Vce將沿負載線移動
三級管是一個流控流型器件,當基極電流和外部電源不變時,三極管的各項參數(shù)應該不便(不考慮溫度、阻值變化等)。當基極電流變化時,可以看到集電極電流也在逐漸變大,并且在飽和區(qū)的集電極電流是大于其在放大區(qū)的集電極電流值的(雖然此時放大倍數(shù)β是變小的),與公式Ic=(Vcc-Vce)/Rc表述相符。
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