在數(shù)字電路中,只有0和1兩個狀態(tài),所以數(shù)字電路中三極管主要用作電子開關來使用,這時候三極管工作在截止和飽和狀態(tài)。
1 三極管的三個工作狀態(tài)
三極管具有截止狀態(tài)、放大狀態(tài)和飽和狀態(tài)等三個狀態(tài),這主要取決于三極管的PN結(jié)導通電壓。以NPN為例介紹。
截止狀態(tài)
當發(fā)射結(jié)的電壓小于PN結(jié)的導通電壓時,基極電流為零,流過集電極和發(fā)射極的電流為零,三極管不具有放大信號的作用,這時候集電極和發(fā)射極之間處于斷路狀態(tài),這個狀態(tài)就成為三極管的截止狀態(tài)。三極管用作開關時,處于斷開狀態(tài),就是工作在截止狀態(tài)。三極管的外形和工作區(qū)域如下圖所示。
放大狀態(tài)
當發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導通電壓后,三極管的發(fā)射結(jié)處于正向偏置狀態(tài),而集電結(jié)處于反偏狀態(tài),流過三極管集電極的電流和基極電流存在一定的關系:Ic=β*Ib,其中β為電流放大倍數(shù)。三極管起到了基極電流的放大作用,這個狀態(tài)稱為三極管的放大狀態(tài)。這個狀態(tài)下,三極管具有三種形態(tài)的電路,分別為共基極放大電路、共發(fā)射極放大電路和共集電極放大電路。
飽和狀態(tài)
隨著基極電流的持續(xù)增大,集電極電流Ic不再隨著基極電流Ib的增大而增大,這時三極管就失去了電流放大作用,集電極和發(fā)射極之間處于導通狀態(tài),這就是三極管的飽和導通狀態(tài)。三極管用作開關時,處于導通狀態(tài),就是工作在飽和導通狀態(tài)。
2 三極管用作開關作用
在數(shù)字電路中,三極管經(jīng)常被用作電子開關作用,控制負載回路的通斷,此時三極管工作在截止和飽和狀態(tài),下面以三極管驅(qū)動繼電器為例介紹三極管的開關作用。
以NPN三極管驅(qū)動繼電器為例,繼電器接在三極管的集電極上,當基極出現(xiàn)高電平時,三極管導通,繼電器的線圈得電使繼電器的觸點發(fā)生動作;當基極出現(xiàn)低電平時,三極管截止,繼電器的線圈失電使得觸點復位,電路斷開,由此實現(xiàn)三極管用作開關控制繼電器的目的。
PNP三極管控制繼電器時,繼電器也要接在集電極上,當基極出現(xiàn)低電平時,三極管導通,繼電器觸點動作;當基極出現(xiàn)高電平時,三極管截止,繼電器觸點復位。由此PNP三極管實現(xiàn)了控制繼電器回路通斷的作用。
所以,在數(shù)字電路中,三極管用作開關時工作在截止狀態(tài)和飽和狀態(tài),依次來實現(xiàn)控制負載回路的目的。
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