PNP三极管工作原理解密
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pnp型三极管的工作原理pnp型三极管是一种常见的半导体器件,广泛应用于电子电路中。
它是由三个掺杂不同材料的半导体层组成,其中两个是负性掺杂的P型半导体,中间是正性掺杂的N型半导体。
pnp型三极管的工作原理与npn型三极管相反,下面将详细介绍pnp型三极管的工作原理。
pnp型三极管的结构是由两个P型半导体夹着一个N型半导体构成的。
其中,N型半导体被称为基极,两个P型半导体分别被称为发射极和集电极。
当没有外加电源时,pnp型三极管处于关断状态,即发射极和集电极之间没有电流流动。
当外加电源的正极连接到发射极,负极连接到集电极时,pnp型三极管开始工作。
此时,发射极与集电极之间的电压差会产生电场,使得基极与发射极之间的PN结被正向偏置。
由于N型半导体的掺杂浓度较高,因此基极与发射极之间的电流(即发射电流)比较大。
当发射电流流过基极时,由于基极很薄,电子会穿过基极进入集电极,形成集电电流。
此时,由于集电极与基极之间存在电压差,所以集电电流比发射电流要小很多。
可以看出,pnp型三极管的电流流动方向是从发射极到集电极。
在工作过程中,pnp型三极管的工作状态可以通过控制基极电流来实现。
当基极电流为0时,三极管处于截止状态,没有电流流过发射极和集电极。
当基极电流逐渐增大时,发射电流也会相应增大,从而导致集电电流增大,从而使三极管处于放大状态。
需要注意的是,pnp型三极管的工作原理与npn型三极管相反,因此在使用时需要注意极性的区别。
另外,pnp型三极管在工作时需要外加电源的支持,以确保正常的电流流动。
总结起来,pnp型三极管的工作原理是通过控制基极电流来控制发射电流和集电电流的大小。
通过适当的电路连接和控制,可以实现对电流的放大和开关的控制。
pnp型三极管在电子电路中有着广泛的应用,如放大电路、开关电路、稳压电路等。
深入理解pnp型三极管的工作原理,对于电子工程师来说是非常重要的基础知识。
PNP三极管工作原理引言概述:PNP三极管是一种常见的电子元件,广泛应用于放大、开关和稳压等电路中。
了解PNP三极管的工作原理对于电子工程师和爱好者来说非常重要。
本文将详细介绍PNP三极管的工作原理,匡助读者更好地理解这一电子元件。
一、PNP三极管的结构1.1 P区:P区是PNP三极管的主要区域,由P型半导体材料构成。
1.2 N区:N区位于P区之间,由N型半导体材料构成。
1.3 基区:基区位于P区和N区之间,是PNP三极管的控制区域。
二、PNP三极管的工作原理2.1 正向偏置:当PNP三极管的基极与发射极之间施加正向电压时,P-N结被正向偏置。
2.2 开关作用:当基极与发射极之间的电压超过PNP三极管的截止电压时,PNP三极管将处于导通状态,实现电路的开关作用。
2.3 放大作用:当基极与发射极之间的电压变化时,PNP三极管的电流也会相应变化,实现信号的放大。
三、PNP三极管的工作特性3.1 饱和区:当PNP三极管的基极与发射极之间的电压足够大时,PNP三极管将进入饱和区,电流增大但再也不线性变化。
3.2 截止区:当PNP三极管的基极与发射极之间的电压不足以维持导通时,PNP三极管将进入截止区,电流几乎为零。
3.3 放大系数:PNP三极管的放大系数是指输出电流与输入电流的比值,通常大于1。
四、PNP三极管的应用4.1 放大器:PNP三极管可以用作放大器,将弱信号放大到足以驱动负载。
4.2 开关:PNP三极管可以用作开关,控制电路的通断。
4.3 稳压器:PNP三极管可以用作稳压器,稳定电路的电压输出。
五、PNP三极管的优缺点5.1 优点:PNP三极管结构简单,成本低廉,可靠性高。
5.2 缺点:PNP三极管的速度较慢,功耗较大,适合于低频电路。
结论:通过本文的介绍,读者可以更全面地了解PNP三极管的结构、工作原理、特性、应用和优缺点。
深入理解PNP三极管的工作原理有助于读者在实际电路设计和故障排查中更加得心应手。
PNP三极管工作原理PNP三极管是一种常见的半导体器件,广泛应用于电子电路中。
它由三个掺杂不同类型的半导体材料构成,具有特定的工作原理。
本文将详细介绍PNP三极管的工作原理,包括结构、工作模式和特性。
一、PNP三极管的结构PNP三极管由两个N型半导体材料夹着一个P型半导体材料构成。
中间的P型区域称为基区,两侧的N型区域称为发射区和集电区。
基区与发射区之间的结为发射结,基区与集电区之间的结为集电结。
发射结与集电结之间的结为反向偏置。
二、PNP三极管的工作模式PNP三极管有两种工作模式:放大模式和截止模式。
1. 放大模式在放大模式下,发射结被正向偏置,集电结被反向偏置。
当发射结与基极之间施加正向电压时,发射区的电子会注入到基区,同时发射区的空穴会被基区吸收。
这样,基区就会形成一个电子-空穴对的浓度梯度,使得基区变为一个相对导电的区域。
当在基极-发射极之间施加一个小的输入电流时,基区的电子-空穴对将被放大,从而使得集电区的电流增大。
这种放大效应使得PNP三极管可以作为放大器使用。
2. 截止模式在截止模式下,发射结和集电结都被反向偏置。
此时,发射区的电子无法注入到基区,基区也不会形成导电的电子-空穴对浓度梯度。
因此,基区几乎没有电流流过,集电区也没有电流输出。
这种情况下,PNP三极管处于截止状态。
三、PNP三极管的特性PNP三极管具有以下几个特性:1. 放大特性PNP三极管可以将输入信号放大,使得输出信号具有较大的幅度。
这使得它在放大器电路中得到广泛应用。
2. 反向放大特性PNP三极管的集电区与基区之间的结为反向偏置,使得集电区的电流与输入信号的变化成反比。
这种反向放大特性使得PNP三极管可以用于电流源电路和电流镜电路。
3. 开关特性PNP三极管可以用作开关,控制电路的通断。
当输入信号为高电平时,PNP三极管处于截止状态,输出处于低电平;当输入信号为低电平时,PNP三极管处于放大状态,输出处于高电平。
这种开关特性使得PNP三极管在数字电路和逻辑门电路中得到广泛应用。
开关三极管的工作原理:截止状态: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,即为三极管的截止状态饱和导通状态:当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并丐当基极的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再怎么变化,此时三极管失去电流放大作用,集电极和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,即为三极管的导通状态。
开关三极管正是基于三极管的开关特性来工作的。
PNP型三极管:由2块P型半导体中间夹着1块N型半导体所组成的三极管,称为PNP型三极管。
也可以描述成,电流从发射极E流入的三极管. PNP型三极管发射极电位最高,集电极电位最低,UBE<0.NPN型三极管:由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成的三极管,称为NPN型三极管. 也可以描述成,电流从发射极E流出的三极管.两者的区别:NPN和PNP主要就是电流方向和电压正负不同,说得“丏业”一点,就是“极性”问题。
NPN 是用 B→E 的电流(IB)控制 C→E 的电流(IC),E极电位最低,丐正常放大时通常C极电位最高,即 VC > VB > VE。
PNP 是用 E→B 的电流(IB)控制 E→C 的电流(IC),E极电位最高,丐正常放大时通常C极电位最低,即 VC < VB < VE。
PNP与NPN型传感器其实就是利用三极管的饱和和截止,输出两种状态,属于开关型传感器。
但输出信号是截然相反的,即高电平和低电平。
NPN输出是低电平0,PNP输出的是高电平1。
接近开关:接近开关有两线制和三线制之区别,三线制接近开关又分为NPN型和PNP 型,它们的接线是不同的。
请见下图所示:三线制简单的讲就是信号输出分PNP型(24V输出)和NPN型(0V输出)。
PNP三极管工作原理解密对三极管放大作用的理解,切记一点:能量不会无缘无故的产生,所以,三极管一定不会产生能量,但三极管厉害的地方在于:它可以通过小电流控制大电流。
放大的原理就在于:通过小的交流输入,控制大的静态直流。
假设三极管是个大坝,这个大坝奇怪的地方是,有两个阀门,一个大阀门,一个小阀门。
小阀门可以用人力打开,大阀门很重,人力是打不开的,只能通过小阀门的水力打开。
所以,平常的工作流程便是,每当放水的时候,人们就打开小阀门,很小的水流涓涓流出,这涓涓细流冲击大阀门的开关,大阀门随之打开,汹涌的江水滔滔流下。
如果不停地改变小阀门开启的大小,那么大阀门也相应地不停改变,假若能严格地按比例改变,那么,完美的控制就完成了。
在这里,Ube就是小水流,Uce就是大水流,人就是输入信号。
当然,如果把水流比为电流的话,会更确切,因为三极管毕竟是一个电流控制元件。
如果某一天,天气很旱,江水没有了,也就是大的水流那边是空的。
管理员这时候打开了小阀门,尽管小阀门还是一如既往地冲击大阀门,并使之开启,但因为没有水流的存在,所以,并没有水流出来。
这就是三极管中的截止区。
饱和区是一样的,因为此时江水达到了很大很大的程度,管理员开的阀门大小已经没用了。
如果不开阀门江水就自己冲开了,这就是二极管的击穿。
在模拟电路中,一般阀门是半开的,通过控制其开启大小来决定输出水流的大小。
没有信号的时候,水流也会流,所以,不工作的时候,也会有功耗。
而在数字电路中,阀门则处于开或是关两个状态。
当不工作的时候,阀门是完全关闭的,没有功耗。
晶体三极管是一种电流控制元件。
发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结。
晶体三极管按材料分常见的有两种:锗管和硅管。
而每一种又有NPN 和PNP两种结构形式,使用最多的是硅NPN和PNP两种,两者除了电源极性不同外,其工作原理都是相同的,三极管工作在放大区时,三极管发射结处于正偏而集电结处于反偏,集电极电流Ic受基极电流Ib的控制,Ic的变化量与Ib变化量之比称作三极管的交流电流放大倍数β(β=ΔIc/ΔIb,Δ表示变化量。
PNPNPN三极管原理讲解PNP和NPN三极管是常用的半导体器件,广泛用于电子电路中。
它们基于不同的材料和结构,具有不同的工作原理和特性。
下面将详细讲解PNP和NPN三极管的工作原理。
首先,我们来了解PNP三极管的原理。
PNP三极管是由两个p型半导体夹一个n型半导体组成的。
在基区的两侧有两个异性材料组成的发射区和集电区。
PNP三极管的工作原理是基于两个二极管的特性。
具体来说,PNP三极管的工作原理如下:1. 当外加正向电压(VBE)施加在发射极和基极之间时,基区的pn结为正向偏置,使得n型电子从基区注入进发射区,同时与p型空穴结合。
这种注入使得发射极具有较大的电流增益。
2.当集电极和发射极之间施加正向电压(VCB)时,集电极结为正向偏置,从而吸引来自发射极的电子和空穴向集电极移动。
这样,整个三极管可以承受较大的集电电流。
3. 当基极与发射极之间没有电压(VBE=0V)时,发射区与集电区的pn 结为反向偏置,从而阻止电子和空穴的注入。
根据以上工作原理,PNP三极管可以作为开关或放大器来工作。
作为开关时,通过控制基极电压可以控制集电极电流的开关状态。
作为放大器时,输入信号施加在基极上,通过电流放大效应将输出信号放大到更高的电流或电压级别。
接下来,我们来了解NPN三极管的原理。
NPN三极管是由两个n型半导体夹一个p型半导体组成的。
在基区的两侧有两个异性材料组成的发射区和集电区。
NPN三极管的工作原理也是基于两个二极管的特性。
具体来说,NPN三极管的工作原理如下:1. 当外加正向电压(VBE)施加在发射极和基极之间时,基区的pn结为正向偏置,使得p型空穴从基区注入进发射区,同时与n型电子结合。
这种注入使得发射极具有较大的电流增益。
2.当集电极和发射极之间施加正向电压(VCB)时,集电极结为正向偏置,从而吸引来自发射极的电子和空穴向集电极移动。
这样,整个三极管可以承受较大的集电电流。
3. 当基极与发射极之间没有电压(VBE=0V)时,发射区与集电区的pn 结为反向偏置,从而阻止电子和空穴的注入。
PNP三极管工作原理引言概述:PNP三极管是一种常用的电子元件,广泛应用于各种电路中。
了解PNP三极管的工作原理对于电子工程师和爱好者来说非常重要。
本文将详细阐述PNP三极管的工作原理,包括其结构、工作方式、电流流动和应用等方面。
正文内容:1. PNP三极管的结构1.1 发射极(Emitter):发射极是PNP三极管的一个极,其主要作用是发射电子。
1.2 基极(Base):基极是PNP三极管的第二个极,它控制电流的流动。
1.3 集电极(Collector):集电极是PNP三极管的第三个极,它采集电流。
2. PNP三极管的工作方式2.1 偏置:PNP三极管需要正确的偏置电压才干正常工作。
通常,基极与发射极之间的电压为正,而基极与集电极之间的电压为负。
2.2 放大:当基极与发射极之间的电压为正时,发射极会发射电子,这些电子会通过基极流向集电极。
这样,小的输入电流会被放大为较大的输出电流。
2.3 反转:当基极与发射极之间的电压为负时,PNP三极管处于关闭状态,没有电流流动。
3. PNP三极管中的电流流动3.1 基极电流(IB):基极电流是通过基极流入PNP三极管的电流。
3.2 发射极电流(IE):发射极电流是从发射极流出PNP三极管的电流。
3.3 集电极电流(IC):集电极电流是从集电极流出PNP三极管的电流。
通常,集电极电流等于基极电流加之发射极电流。
4. PNP三极管的应用4.1 放大器:PNP三极管可以用作放大器,将小的输入信号放大为更大的输出信号。
4.2 开关:PNP三极管可以用作开关,控制电路的通断。
4.3 振荡器:PNP三极管可以用于构建振荡器,产生特定频率的信号。
5. 总结PNP三极管是一种重要的电子元件,具有广泛的应用。
通过了解其结构、工作方式、电流流动和应用等方面的知识,我们可以更好地理解和应用PNP三极管。
无论是在放大器、开关还是振荡器等电路中,PNP三极管都发挥着重要的作用,为电子领域的发展做出了巨大贡献。
PNP三极管工作原理一、引言PNP三极管是一种常见的电子元件,广泛应用于电子电路中。
了解PNP三极管的工作原理对于理解和设计电路至关重要。
本文将详细介绍PNP三极管的工作原理,包括其结构、工作方式、特性以及应用。
二、结构PNP三极管由三个区域组成,分别是基区、发射区和集电区。
这些区域由不同类型的半导体材料(P型或N型)组成,形成PNP结构。
基区位于两个PN结之间,发射区和集电区分别与基区相连。
三、工作方式PNP三极管的工作方式基于PN结的正向和反向偏置。
当PNP三极管处于正向偏置时,即集电极连接到正电压,发射极连接到负电压,基极连接到正电压,电流可以从发射极流向集电极。
这种工作方式称为放大模式。
四、工作原理当PNP三极管处于放大模式时,电流从基极流入基区,通过发射区到达集电区。
基区的电流控制了发射区和集电区之间的电流,使得PNP三极管可以作为电流放大器使用。
1. 输入端输入端通常连接到基极,通过输入电流或电压控制PNP三极管的工作。
当输入电流或电压增加时,基区的电流也会增加,进而影响发射区和集电区之间的电流。
2. 输出端输出端通常连接到集电极,输出电流从集电区流出。
输出电流的大小取决于输入端的电流或电压以及PNP三极管的放大倍数。
3. 基极电流放大当输入端的电流或电压变化时,基极电流也会相应变化。
PNP三极管的放大倍数(β值)表示集电区电流与基极电流之间的比例关系。
放大倍数越大,PNP三极管的放大能力越强。
五、特性PNP三极管具有以下特性:1. 放大作用PNP三极管可以放大电流或电压信号,使得输入信号的变化可以被放大到更大的程度。
这使得PNP三极管在放大器和开关电路中得到广泛应用。
2. 反向工作与NPN三极管相比,PNP三极管的极性相反。
它需要负电压作为正向偏置,并且电流流向与NPN三极管相反。
这使得PNP三极管在某些电路设计中具有特殊的用途。
3. 高频特性PNP三极管具有良好的高频特性,可以在高频电路中工作。
pnp三极管的工作原理
PNP三极管是一种常用的电子器件,它由三个掺杂不同材料
的半导体片构成,分别为发射极(E)、基极(B)和集电极(C)。
PNP三极管的工作原理主要基于不同材料之间的P型和N型
半导体的结合。
在正常工作状态下,基极与发射极之间通过外部电源连接一个回路。
当外部电源与PNP三极管的极性连接
正确时,即正极接在发射极,负极接在集电极,发射极与基极之间的结为正向偏置。
此时,基极相对于发射极是正偏的。
当发射极-基极之间的电压超过半导体材料之间的正向偏置电
压时,发射极与基极之间的结将变为正向导通状态。
这时发射极会发射出P型半导体中的少数载流子(空穴),并且这些
空穴会通过基极-集电极之间的结向外扩散。
同时,基极发射
的电流将满足放大条件,使得集电极与基极之间的结形成反向偏置。
在PNP三极管中,集电极相对于发射极是反偏的。
这样,当
集电极电压为正时,基极-集电极之间的结为反向偏置,会使
得少数载流子的扩散效应更加弱化,使集电极电流减小。
反之,当集电极电压为负时,基极-集电极之间的结为反向击穿偏置,反向电流将流过该结并形成一个较大的集电极电流。
总之,PNP三极管的工作原理是基于控制发射极和基极之间
的电压来调节集电极电流的大小。
通过调节基极电流,可以实
现对集电极电流的放大和控制,从而实现不同电路的设计和应用。
PNP三极管工作原理PNP三极管是一种常用的电子元件,广泛应用于电路设计和电子设备中。
它是一种双极型晶体管,由三个不同掺杂的半导体材料构成,包括两个P型半导体材料和一个N型半导体材料。
本文将详细介绍PNP三极管的工作原理及其在电路中的应用。
一、PNP三极管的结构PNP三极管由三个区域组成,分别是发射区(E区)、基区(B区)和集电区(C区)。
发射区和集电区为P型半导体材料,基区为N型半导体材料。
这种结构使得PNP三极管具有特殊的电流放大功能。
二、PNP三极管的工作原理PNP三极管的工作原理可以通过两种模式来解释:放大模式和截止模式。
1. 放大模式当PNP三极管处于放大模式时,发射极与基极之间的电压为正,而基极与集电极之间的电压为负。
在这种情况下,发射区的P型半导体中的空穴会向基区的N 型半导体中扩散。
同时,基区的N型半导体中的电子会向发射区的P型半导体中扩散。
这种扩散过程导致基区形成一个电子空穴复合区域,即电子和空穴重新结合。
这个过程会形成一个窄的耗尽区域,阻挠电流流动。
当一个外部电流通过集电极流入PNP三极管时,由于发射区的P型半导体中的空穴向基区扩散,基区的N型半导体中的电子会被推入集电区的P型半导体中。
这样,集电区的电流会增加,并且与基极电流成正比。
因此,PNP三极管能够将小的输入电流放大为较大的输出电流。
2. 截止模式当PNP三极管处于截止模式时,发射极与基极之间的电压为负,而基极与集电极之间的电压为正。
在这种情况下,发射区的P型半导体中的空穴会被吸引到基区的N型半导体中,而基区的N型半导体中的电子会被吸引到集电区的P型半导体中。
这样,电流无法流动,PNP三极管处于截止状态。
三、PNP三极管的应用PNP三极管在电路设计中有多种应用。
以下是一些常见的应用场景:1. 放大器PNP三极管可用作放大器,将小的输入信号放大为较大的输出信号。
通过控制基极电流,可以调节输出信号的增益。
2. 开关PNP三极管也可用作开关,控制电路的通断。
PNP三极管工作原理解密
对三极管放大作用的理解,切记一点:能量不会无缘无故的产生,所以,三极管一定不会产生能量,但三极管厉害的地方在于:它可以通过小电流控制大电流。
放大的原理就在于:通过小的交流输入,控制大的静态直流。
假设三极管是个大坝,这个大坝奇怪的地方是,有两个阀门,一个大阀门,一个小阀门。
小阀门可以用人力打开,大阀门很重,人力是打不开的,只能通过小阀门的水力打开。
所以,平常的工作流程便是,每当放水的时候,人们就打开小阀门,很小的水流涓涓流出,这涓涓细流冲击大阀门的开关,大阀门随之打开,汹涌的江水滔滔流下。
如果不停地改变小阀门开启的大小,那么大阀门也相应地不停改变,假若能严格地按比例改变,那么,完美的控制就完成了。
在这里,Ube就是小水流,Uce就是大水流,人就是输入信号。
当然,如果把水流比为电流的话,会更确切,因为三极管毕竟是一个电流控制元件。
如果某一天,天气很旱,江水没有了,也就是大的水流那边是空的。
管理员这时候打开了小阀门,尽管小阀门还是一如既往地冲击大阀门,并使之开启,但因为没有水流的存在,所以,并没有水流出来。
这就是三极管中的截止区。
饱和区是一样的,因为此时江水达到了很大很大的程度,管理员开的阀门大小已经没用了。
如果不开阀门江水就自己冲开了,这就是二极管的击穿。
在模拟电路中,一般阀门是半开的,通过控制其开启大小来决定输出水流的大小。
没有信号的时候,水流也会流,所以,不工作的时候,也会有功耗。
而在数字电路中,阀门则处于开或是关两个状态。
当不工作的时候,阀门是完全关闭的,没有功耗。
晶体三极管是一种电流控制元件。
发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结。
晶体三极管按材料分常见的有两种:锗管和硅管。
而每一种又有NPN和PNP两种结构形式,使用最多的是硅NPN和PNP两种,两者除了电源极性不同外,其工作原理都是相同的,三极管工作在放大区时,三极管发射结处于正偏而集电结处于反偏,集电极电流Ic受基极电流Ib的控
制,Ic的变化量与Ib变化量之比称作三极管的交流电流放大倍数β
(β=∆Ic/∆Ib,∆表示变化量。
)在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用,通过电阻转变为电压放大作用。
要判断三极管的工作状态必须了解三极管的输出特性曲线,输出特性曲线表示Ic随Uce的变化关系(以Ib为参数),从输出特性曲线可见,它分为三个区域:截止区、放大区和饱和区。
根据三极管发射结和集电结偏置情况,可以判别其工作状态:
对于NPN三极管,当Ube≤0时,三极管发射结处于反偏工作,则Ib≈0,三极管工作在截止区;
当晶体三极管发射结处于正偏而集电结处于反偏工作时,三极管工作在放大区,Ic随Ib近似作线性变化;
当发射结和集电结均处于正偏状态时,三极管工作在饱和区,Ic基本上不随Ib而变化,失去了放大功能。
截止区和饱和区是三极管工作在开关状态的区域。
那么各种状态Ube Ubc Uce有没有个固定的电压值呢?
不同的材料,PN结的势垒电压不一样,锗管约0.3V,硅管约0.7V,不同的制造工艺,不同的型号也有少量差别,但是基本是这个量级。
要知道准确值,必须查看输入特性曲线(类似于二极管正向特性曲线)。
三极管是电流放大器件,有三个极,分别叫做集电极C,基极B,发射极E。
分成NPN和PNP两种。
我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为
例来说明一下三极管放大电路的基本原理。
下面的分析仅对于NPN型硅三极管。
如上图所示,我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。
这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。
三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百)。
如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib的变化被放大后,导致了Ic很大的变化。
如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式U= R*I可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。
我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。
三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路。
这有几个原因。
首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取0.7V)。
当基极与发射极之间的电压小于0.7V时,基极电流就可以认为是0。
但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小,如果不加偏置的话,这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时,基极电流都是0)。
如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流,上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的,所以它被叫做基极偏置电阻),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时,小信号就会导致基极电流的变化,而基极电流的变化,就会被放大并在集电极上输出。
另一个原因就是输出信号范围的要求,如果没有加偏置,那么只有对那些增加的信号放大,而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0,不能再减小了)。
而加上偏置,事先让集电极有一定的电流,当输入的基极电流变小时,集电极电流就可以减小;当输入的基极电流增大时,集电极电流就增大。
这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。
下面说说三极管的饱和情况。
像上面那样的图,因为受到电阻Rc的限制(Rc是固定值,那么最大电流为U/Rc,其中U为电源电压),集电极电流是不能无限增加下去的。
当基极电流的增大,不能使集电极电流继续增大时,三极管就进入了饱和状态。
一般判断三极管是否饱和的准则是:
Ib*β〉Ic。
进入饱和状态之后,三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小,可以理解为一个开关闭合了。
这样我们就可以拿三极管来当作开关使
用:当基极电流为0时,三极管集电极电流为0(这叫做三极管截止),相当于开关断开;当基极电流很大,以至于三极管饱和时,相当于开关闭合。
如果三极管主要工作在截止和饱和状态,那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。
如果我们在上面这个图中,将电阻Rc换成一个灯泡,那么当基极电流为0时,集电极电流为0,灯泡灭。
如果基极电流比较大时(大于流过灯泡的电流除以三极管的放大倍数β),三极管就饱和,相当于开关闭合,灯泡就亮了。
由于控制电流只需要比灯泡电流的β分之一大一点就行了,所以就可以用一个小电流来控制一个大电流的通断。
如果基极电流从0慢慢增加,那么灯泡的亮度也会随着增加(在三极管未饱和之前)。
对于PNP型三极管,分析方法类似,不同的地方就是电流方向跟NPN的刚好相反,因此发射极上面那个箭头方向也反了过来——变成朝里的了。