如何分析三极管在电路中的作用

如何分析三极管在电路中的作用

三极管，全称半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种电流控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号， 也用作无触点开关。晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。

三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。

三极管的基本原理：

    对NPN: 当b点电位高于e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，C点电位高于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Eb。

根据电流连续性原理：

                     Ie=Ib+Ic

即：在基极补充一个很小的Ib，就可以在集电极上得到一个较大的Ic，这就是所谓电流放大作用。

     Ic与Ib是维持一定的比例关系，即：

     β1=Ic/Ib，式中：β1--称为直流放大倍数，

     β= △Ic/△Ib ，式中：β--称为交流电流放大倍数

【注】：

    由于低频时β1和β的数值相差不大，所以对两者不作严格区别。

三极管的工作状态：

截至状态：当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，我们称三极管处于截止状态。

放大状态：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并处于某一恰当的值时，三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，这时基极电流对集电极电流起着控制作用，使三极管具有电流放大作用，其电流放大倍数β=ΔIc/ΔIb，这时三极管处放大状态。

饱和导通状态：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并当基极电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不怎么变化，这时三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。

三极管在电路中的放大作用：

1）三极管工作在放大状态，即发射结正偏，集电结反偏。

2）输入回路的设置应当使输入信号耦合到三极管的输入电极，形成变化的基极电流，从而产生三极管的电流控制关系，变成集电极电流的变化。

3）输出回路的设置应该保证将三极管放大以后的电流信号转变成负载需要的电量形式（输出电压或输出电流）。

三极管在电路中的开关控制作用：

1）基极必须串接电阻，保护基极。

2）基极根据ＰＮＰ或者ＮＰＮ管子加上拉电阻或者下拉电阻。

3）集电极电阻阻值根据驱动电流实际情况调整。

基极和集电极需要串接电阻，作用是在输入呈高阻态时使晶体管可靠截止，负载越重准许的阻值就越大，通常采用10K量级。

防止三极管受噪声信号的影响而产生误动作，使晶体管截止更可靠！三极管的基极不能出现悬空，当输入信号不确定时（如输入信号为高阻态时），加下拉电阻，就能使有效接地。