三極管放大電路基本原理
2019-08-19 17:16:00閱讀量:1706
三極管是電流放大器件,有三個極,分別叫做集電極C,基極B,發射極E。分成NPN和PNP兩種。以NPN三極管的共發射極放大電路為例來說明三極管放大電路的基本原理。
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生(對于硅管,常取0.7v)。當基極與發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小;當輸入的基極電流增大時,集電極電流就增大。這樣減小的信號和增大的信號都可以被放大了。
三極管的飽和情況。像下邊那樣的圖,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增大時,三極管就進入了飽和狀態。一般判斷三極管是否飽和的準則是:Ib*β〉Ic。進入飽和狀態之后,三極管的集電極跟發射極之間的電壓將很小,可以理解為一個開關閉合了。這樣我們就可以拿三極管來當作開關使用:當基極電流為0時,三極管集電極電流為0(這叫做三極管截止),相當于開關斷開;當基極電流很大,以至于三極管飽和時,相當于開關閉合。如果三極管主要工作在截止和飽和狀態,那么這樣的三極管我們一般把它叫做開關管。

但是在實際使用中要注意,在開關電路中,飽和狀態若在深度飽和時會影響其開關速度,飽和電路在基極電流乘放大倍數等于或稍大于集電極電流時是淺度飽和,遠大于集電極電流時是深度飽和。因此我們只需要控制其工作在淺度飽和工作狀態就可以提高其轉換速度。
對于PNP型三極管,分析方法類似,不同的地方就是電流方向跟NPN的剛好相反,因此發射極上面那個箭頭方向也反了過來——變成朝里的了。
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