三極管的工作狀態(tài)

三極管有三種工作狀態(tài)：截止?fàn)顟B(tài)、放大狀態(tài)、飽和狀態(tài)。當(dāng)三極管用于不同目的時，它的工作狀態(tài)是不同的三極管的三種狀態(tài)也叫三個工作區(qū)域?1.?截止?fàn)顟B(tài)?

當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓小于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，基極電流為零，集電極電流和發(fā)射極電流都為零，三極管這時失去了電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的斷開狀態(tài)，我們稱三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。一般將IB≤0的區(qū)域稱為截止區(qū)，?在圖中為IB＝0的一條曲線的以下部分。此時IC也近似為零。由于各極電流都基本上等于零，?因而此時三極管沒有放大作用。?

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。??

當(dāng)發(fā)射結(jié)反向偏置時，?發(fā)射區(qū)不再向基區(qū)注入電子，?則三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。所以，?在截止區(qū)，?三極管的兩個結(jié)均處于反向偏置狀態(tài)。對NPN三極管，?UBE＜0，?UBC＜0。????

2.?放大狀態(tài)?

當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，并處于某一恰當(dāng)?shù)闹禃r，三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)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(shù)β＝ΔIc/ΔIb，這時三極管處放大狀態(tài)。此時發(fā)射結(jié)正向運用，?集電結(jié)反向運用。?在曲線上是比較平坦的部分，?表示當(dāng)IB一定時，?IC的值基本上不隨UCE而變化。在這個區(qū)域內(nèi)，當(dāng)基極電流發(fā)生微小的變化量ΔIB時，?相應(yīng)的集電極電流將產(chǎn)生較大的變化量ΔIC，?此時二者的關(guān)系為?ΔIC＝βΔIB?

該式體現(xiàn)了三極管的電流放大作用。??

對于NPN三極管，?工作在放大區(qū)時UBE≥0.7V，?而UBC＜0。????

3.?飽和狀態(tài)?

當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，并當(dāng)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么變化，這時三極管失去電流放大作用，集電極與發(fā)射極之間的電壓很小，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)。三極管的這種狀態(tài)我們稱之為飽和導(dǎo)通狀態(tài)。?曲線靠近縱軸附近，?各條輸出特性曲線的上升部分屬于飽和區(qū)。?在這個區(qū)域，?不同IB值的各條特性曲線幾乎重疊在一起，?即當(dāng)UCE較小時，?管子的集電極電流IC基本上不隨基極電流IB而變化，?這種現(xiàn)象稱為飽和。此時三極管失去了放大作用，?IC＝βIB或ΔIC＝βΔIB關(guān)系不成立。

一般認(rèn)為UCE＝UNE，?即UCB＝0時，?三極管處于臨界飽和狀態(tài)，?當(dāng)UCE＜UBE時稱為過飽和。三極管飽和時的管壓降用UCES表示。在深度飽和時，?小功率管管壓降通常小于0.3V。??三極管工作在飽和區(qū)時，?發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都處于正向偏置狀態(tài)。對NPN三極管，UBE＞0，?UBC＞0。

NPN三極管輸出特征曲線

NPN三極管工作狀態(tài)

1、截止：發(fā)射極反偏、集電極反偏

UBE《0.7V，發(fā)射極反偏；

UCE》UBE，集電極反偏。

三極管工作在截止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)發(fā)射結(jié)電壓Ube小于0.7V的導(dǎo)通電壓，發(fā)射結(jié)沒有導(dǎo)通集電結(jié)處于反向偏置，沒有放大作用。

2、放大：發(fā)射極正偏、集電極反偏

UBE=0.7V，發(fā)射極正偏；

UCE》UBE，集電極反偏。

IC=β * IB，其中β正常情況下在幾十到100多的范圍內(nèi)。

Ib控制Ic，Ic與Ib近似于線性關(guān)系，在基極加上一個小信號電流，引起集電極大的信號電流輸出。

3、飽和：發(fā)射極正偏、集電極正偏

UBE=0.7V，發(fā)射極正偏；

UCE《UBE，集電極正偏，此時UCE=0.2~0.3V左右。

當(dāng)三極管的集電結(jié)電流IC增大到一定程度時，再增大IB，IC也不會增大，超出了放大區(qū)，進(jìn)入了飽和區(qū)。飽和時，Ic最大，集電極和發(fā)射之間的內(nèi)阻最小，電壓UCE只有0.2V~0.3V，UCE《UBE，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于正向電壓。三極管沒有放大作用，集電極和發(fā)射極相當(dāng)于短路，常與截止配合于開關(guān)電路。

判斷方法：

先假設(shè)是在飽和區(qū)，在計算C E兩端的電壓，以0.3伏作為飽和區(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)！

放大到飽和狀態(tài)的轉(zhuǎn)換：

在放大狀態(tài)時，隨著輸入電流IB的增大，當(dāng)輸出電流IC在負(fù)載電阻上的壓降等于電源電壓時，則電源電壓就完全降落在負(fù)載電阻上，UCE不斷變小直到等于0.2~0.3V，于是集電結(jié)就變成為0偏壓，并進(jìn)而變?yōu)榉雌从煞糯鬆顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡蜖顟B(tài)。

當(dāng)輸入電壓反偏時，則發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都成為了反偏，沒有電流通過，即為截止?fàn)顟B(tài)。