如何分析三極管在電路中的作用 — SUNMATE

如何分析三極管在電路中的作用

三極管，全稱半導體三極管，也稱雙極型晶體管、晶體三極管，是一種電流控制電流的半導體器件。其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號， 也用作無觸點開關。晶體三極管，是半導體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。

三極管是在一塊半導體基片上制作兩個相距很近的PN結，兩個PN結把整塊半導體分成三部分，中間部分是基區，兩側部分是發射區和集電區，排列方式有PNP和NPN兩種。

三極管的基本原理：

    對NPN: 當b點電位高于e點電位零點幾伏時，發射結處于正偏狀態，C點電位高于b點電位幾伏時，集電結處于反偏狀態，集電極電源Ec要高于基極電源Eb。

根據電流連續性原理：

                     Ie=Ib+Ic

即：在基極補充一個很小的Ib，就可以在集電極上得到一個較大的Ic，這就是所謂電流放大作用。

     Ic與Ib是維持一定的比例關系，即：

     β1=Ic/Ib，式中：β1--稱爲直流放大倍數，

     β= △Ic/△Ib ，式中：β--稱爲交流電流放大倍數

【注】：

    由于低頻時β1和β的數值相差不大，所以對兩者不作嚴格區別。

三極管的工作狀態：

截至狀態：當加在三極管發射結的電壓小于PN結的導通電壓，基極電流爲零，集電極電流和發射極電流都爲零，三極管這時失去了電流放大作用，集電極和發射極之間相當于開關的斷開狀態，我們稱三極管處于截止狀態。

放大狀態：當加在三極管發射結的電壓大于PN結的導通電壓，並處于某一恰當的值時，三極管的發射結正向偏置，集電結反向偏置，這時基極電流對集電極電流起著控制作用，使三極管具有電流放大作用，其電流放大倍數β=ΔIc/ΔIb，這時三極管處放大狀態。

飽和導通狀態：當加在三極管發射結的電壓大于PN結的導通電壓，並當基極電流增大到一定程度時，集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是處于某一定值附近不怎麽變化，這時三極管失去電流放大作用，集電極與發射極之間的電壓很小，集電極和發射極之間相當于開關的導通狀態。三極管的這種狀態我們稱之爲飽和導通狀態。

三極管在電路中的放大作用：

1）三極管工作在放大狀態，即發射結正偏，集電結反偏。

2）輸入回路的設置應當使輸入信號耦合到三極管的輸入電極，形成變化的基極電流，從而産生三極管的電流控制關系，變成集電極電流的變化。

3）輸出回路的設置應該保證將三極管放大以後的電流信號轉變成負載需要的電量形式（輸出電壓或輸出電流）。

三極管在電路中的開關控制作用：

1）基極必須串接電阻，保護基極。

2）基極根據ＰＮＰ或者ＮＰＮ管子加上拉電阻或者下拉電阻。

3）集電極電阻阻值根據驅動電流實際情況調整。

基極和集電極需要串接電阻，作用是在輸入呈高阻態時使晶體管可靠截止，負載越重准許的阻值就越大，通常采用10K量級。

防止三極管受噪聲信號的影響而産生誤動作，使晶體管截止更可靠！三極管的基極不能出現懸空，當輸入信號不確定時（如輸入信號爲高阻態時），加下拉電阻，就能使有效接地。