1.7电流分配关系及电流放大作用
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三极管内部载流子的运动规律、电流分配关系和放大作用一、三极管的三种连接方式三极管在电路中的连接方式有三种:①共基极接法;②共发射极接法,③共集电极接法。
如图Z0115所示。
共什么极是指电路的输入端及输出端以这个极作为公共端。
必须注意,无论那种接法,为了使三极管具有正常的电流放大作用,都必须外加大小和极性适当的电压。
即必须给发射结加正向偏置电压,发射区才能起到向基区注入载流子的作用;必须给集电结加反向偏置电压(一般几~几十伏),在集电结才能形成较强的电场,才能把发射区注入基区,并扩散到集电结边缘的载流子拉入集电区,使集电区起到收集载流子的作用。
二、三极管内部载流子的运动规律在发射结正偏、集电结反偏的条件下,三极管内部载流子的运动,可分为3个过程,下面以NPN型三极管为例来讨论(共射极接法)。
1.发射区向基区注入载流子的过程由于发射结外加正向电压,发射区的电子载流子源源不断地注入基区,基区的多数载流子空穴,也要注入发射区。
如图Z0116所示,二者共同形成发射极电流IE。
但是,由于基区掺杂浓度比发射区小2~3个数量级,注入发射区的空穴流与注入基区的电子流相比,可略去。
2. 载流子在基区中扩散与复合的过程由发射区注入基区的电子载流子,其浓度从发射结边缘到集电结边缘是逐渐递减的,即形成了一定的浓度梯度,因而,电子便不断地向集电结方向扩散。
由于基区宽度制作得很小,且掺杂浓度也很低,从而大大地减小了复合的机会,使注入基区的95%以上的电子载流子都能到达集电结。
故基区中是以扩散电流为主的,且扩散与复合的比例决定了三极管的电流放大能力。
3.集电区收集载流子的过程集电结外加较大的反向电压,使结内电场很强,基区中扩散到集电结边缘的电子,受强电场的作用,迅速漂移越过集电结而进入集电区,形成集电极电流Inc。
另一方面,集电结两边的少数载流子,也要经过集电结漂移,在c,b之间形成所谓反向饱和电流I CBO,不过,I CBO一般很小,因而集电极电流I N C +I CBO≈ I N C GS0105同时基极电流I B =I PB+I E-I CBO≈I PB- I CBO GS0106反向饱和电流I CBO与发射区无关,对放大作用无贡献,但它是温度的函数,是管子工作不稳定的主要因素。
三极管的电流分配和放大作用三极管是一种半导体器件,常用于放大电路中。
它由三个不同掺杂程度的半导体区域组成,分别是发射极(Emitter)、基极(Base)和集电极(Collector)。
通过控制基极电流的大小,可以实现对集电极电流的放大。
三极管的电流分配是指输入电流和输出电流之间的关系。
根据三极管的结构特性,当电流通过基极-发射极(Base-Emitter)区域时,会存在由载流子(电子或空穴)组成的电流。
这些载流子会在基极和集电极之间形成一个电流放大作用。
具体来说,当基极电流增加时,由于三极管放大作用,集电极电流也会相应增加。
在晶体管功能电路中,晶体管很重要的一个应用是作为放大器。
三极管放大器是利用晶体管的放大作用来放大电流和电压的设备。
具体来说,当输入信号通过基极-发射极之间的电流控制之后,集电极电流会根据三极管的放大倍数(即集电极电流和基极电流的比值)进行放大。
通过适当的电路设计和控制,可以实现对输入信号的放大,从而使输出信号的幅度增大。
三极管放大器的工作过程可以通过分析基极电流和集电极电流之间的关系来理解。
基极电流通过三极管的放大作用进一步放大,形成集电极电流。
当输入信号的幅度较小时,三极管的放大倍数较高,集电极电流的变化较大,即可以实现较大幅度的电流放大。
然而,当输入信号的幅度较大时,三极管的放大倍数会减小,集电极电流的变化幅度也会减小,即电流放大效果会减弱。
这是因为三极管的电流放大作用是非线性的,随着基极电流的增大,其收敛变化趋势会逐渐平稳。
综上所述,三极管的电流分配和放大作用在电子领域有着重要的应用。
通过合理的电路设计和控制,可以实现对输入信号的放大,从而满足电子设备对信号放大的需求。
在实际应用中,需要根据具体需求选择合适的电流分配和放大方式,以达到最佳的放大效果。
三极管电流分配及放大作用三极管是一种常用的电子元件,其应用广泛,尤其在放大电路中起到重要作用。
本文将详细介绍三极管的电流分配原理和放大作用。
一、三极管的电流分配原理三极管是由三个控制极、基极和集电极组成的。
其中,基极与集电极之间被夹在一个PN结的两侧,控制极与基极之间被夹在另一个PN结的两侧。
三极管的工作原理是通过控制极与基极之间的电流来控制集电极与发射极之间的电流。
在三极管的工作过程中,通常将三极管划分为三个工作区域:放大区、饱和区和截止区。
1.放大区:当控制极与基极之间的电压为正且适当大小时,控制极与基极间的PN结正向偏置,基极与发射极间的PN结反向偏置。
此时,少量的基极电流可以通过PN结进入发射极,并被集电极吸收。
由于发射极与基极之间的PN结反向偏置,使得发射极几乎无法吸收电子,因此整个三极管的电流主要通过控制极和集电极之间的PN结。
2.饱和区:当控制极与基极之间的电压增大到一定程度时,三极管进入饱和区。
此时,基极与发射极之间的PN结也开始反向偏置。
由于饱和区的电流增加,集电极的电流增大,从而增大了三极管的放大效果。
3.截止区:当在控制极与基极之间的电压为负时,三极管进入截止区。
此时,控制极与基极之间的PN结反向偏置增大,使得几乎没有电流通过。
根据以上原理,可以看出,三极管的电流分配是通过控制极与基极之间的电流来控制集电极与发射极之间的电流。
因此,在使用三极管时,需要合理控制控制极与基极之间的电压和电流,以实现合适的电流分配。
二、三极管的放大作用三极管在放大电路中常被用来放大电压或电流信号。
其放大作用主要有以下几个方面。
1.电压放大:由于输入信号的电压很小,不足以驱动负载电阻,因此需要通过放大器放大输入信号的电压。
三极管可以根据输入信号的电压变化,通过控制极与基极之间的电流分配,从而放大输出信号的电压。
2.电流放大:三极管的放大作用不仅限于电压,还可以放大电流信号。
当输入信号的电流很小,不足以驱动负载电阻时,可以通过三极管的电流放大作用,使得输出信号的电流增大。
三极管中的电流分配和放大作用三极管是一种重要的电子元件,它具有电流分配和放大作用。
本文将从电流分配和放大作用两个方面来详细介绍三极管的工作原理和应用。
一、电流分配三极管中的电流分配是指输入电流通过三极管时,如何在各个极端分配电流。
三极管由三个区域组成,分别是发射极、基极和集电极。
其中,基极是控制区域,发射极是输入区域,集电极是输出区域。
在正常工作状态下,三极管的基极电流(IB)、发射极电流(IE)和集电极电流(IC)之间存在一定的关系。
根据三极管的工作原理,可以得出以下公式:IE = IB + IC其中,IE为发射极电流,IB为基极电流,IC为集电极电流。
这个公式表明,通过三极管的总电流是由基极电流和集电极电流之和组成的。
在三极管中,集电极电流是主要的输出电流,而发射极电流则是输入电流。
通过控制基极电流,可以间接地控制集电极电流,从而实现电流的分配。
二、放大作用三极管的另一个重要作用是放大信号。
当输入信号施加在三极管的基极上时,基极电流会发生变化。
由于集电极和发射极之间存在一定的电流放大倍数(β),所以集电极电流也会相应地发生变化。
三极管的放大作用可以用以下公式来描述:IC = β * IB其中,IC为集电极电流,IB为基极电流,β为电流放大倍数。
通过这个公式,可以看出当输入信号的变化较小时,集电极电流的变化会远远大于基极电流的变化,从而实现信号的放大。
这使得三极管可以用作放大器,将弱信号转化为强信号,以便于后续电路的处理。
三、三极管的应用由于三极管具有电流分配和放大作用,它在电子电路中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景:1. 放大器:三极管可以用作放大器,将弱信号放大为强信号。
例如,在音频放大器中,三极管可以将输入的微弱音频信号放大,使其能够驱动扬声器发出声音。
2. 开关:三极管可以用作开关,通过控制基极电流来控制集电极电流的开关状态。
当基极电流为零时,三极管处于截止状态,集电极电流为零。
三极管的电流分配与放大作用三极管具有放大作用,必需做到以下几点:
1.结构上:
√放射区掺杂浓度高于集电区;
―使用时,放射极和集电极不能互换。
√基区较薄(只有几微米),掺入杂质浓度低。
√集电结的面积应很大。
2.电路中:√保证放射结加正向电压,集电结加反向电压。
为了说明三极管的电流安排与放大作用,我们先看下面的试验,试验电路如图所示。
电源UCC和UBB为满意“放射结加正向电压,集电结加反向电压”这两个外部放大条件而设置的。
试验时,我们转变电阻RB的大小,基极电流IB、集电极电流IC 以及放射极电流IE都会发生变换,详细数据见下表:
表1 试验数据
IB/mA 0
0.02
0.04
0.06
0.08
IC/mA
0.001
1.00
2.50
4.00
5.50
IE/mA
0.001
1.02
2.54
4.06
5.58
从表中数据我们可以得到这样几个结论:
① IE = IB + IC 满意基尔霍夫电流定律,可以把三极管看成一个广义结点。
② IB对IC具有掌握作用
由于IC是随IB的变化而变化的,而且两者之间在肯定范围内保持肯定的比例关系,体现了三极管对电流的掌握作用。
定义电流放大倍数:;
——直流电流放大系数(或倍数);β——沟通电流放大系数。
一般在工程估算中,可以认为,两个可以混用。
电流放大系数反映了三极管的电流放大力量,或者说是IB对IC 的掌握力量。
IE = IB + IC =(1+β)IB。