三极管的电压公式
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三极管的基本结构是两个反向连结的PN接面,如图1所示,可有PNP和NPN两种组合。
三个接出来的端点依序称为射极(emitter)、基极(base)和集极(collector),名称来源和它们在三极管操作时的功能有关。
图中也显示出NPN与PNP三极管的电路符号,射极特别被标出,箭号所指的极为N型半导体,和二极体的符号一致。
在没接外加偏压时,两个PN接面都会形成耗尽区,将中性的P型区和N型区隔开。
图1 pnp(a)与npn(b)三极管的结构示意图与电路符号。
三极管的电特性和两个pn接面的偏压有关,工作区间也依偏压方式来分类,这里我们先讨论最常用的所谓”正向活性区”(forward active),在此区EB极间的pn接面维持在正向偏压,而BC极间的pn接面则在反向偏压,通常用作放大器的三极管都以此方式偏压。
图2(a)为一pnp三极管在此偏压区的示意图。
EB接面的空乏区由于在正向偏压会变窄,载体看到的位障变小,射极的电洞会注入到基极,基极的电子也会注入到射极;而BC接面的耗尽区则会变宽,载体看到的位障变大,故本身是不导通的。
图2(b)画的是没外加偏压,和偏压在正向活性区两种情形下,电洞和电子的电位能的分布图。
三极管和两个反向相接的pn二极管有什么差别呢?其间最大的不同部分就在于三极管的两个接面相当接近。
以上述之偏压在正向活性区之pnp三极管为例,射极的电洞注入基极的n型中性区,马上被多数载体电子包围遮蔽,然后朝集电极方向扩散,同时也被电子复合。
当没有被复合的电洞到达BC接面的耗尽区时,会被此区内的电场加速扫入集电极,电洞在集电极中为多数载体,很快藉由漂移电流到达连结外部的欧姆接点,形成集电极电流IC。
IC的大小和BC间反向偏压的大小关系不大。
基极外部仅需提供与注入电洞复合部分的电子流IBrec,与由基极注入射极的电子流InB? E(这部分是三极管作用不需要的部分)。
InB? E在射极与与电洞复合,即InB? E=I Erec。
三极管的参数解释三极管的参数解释△λ---光谱半宽度△VF---正向压降差△Vz---稳压范围电压增量av---电压温度系数a---温度系数BV cer---基极与发射极串接一电阻,CE结击穿电压BVcbo---发射极开路,集电极与基极间击穿电压BVceo---基极开路,CE结击穿电压BVces---基极与发射极短路CE结击穿电压BVebo--- 集电极开路EB结击穿电压Cib---共基极输入电容Cic---集电结势垒电容Cieo---共发射极开路输入电容Cies---共发射极短路输入电容Cie---共发射极输入电容Cjo/Cjn---结电容变化Cjo---零偏压结电容Cjv---偏压结电容Cj---结(极间)电容,表示在二极管两端加规定偏压下,锗检波二极管的总电容CL---负载电容(外电路参数)Cn---中和电容(外电路参数)Cob---共基极输出电容。
在基极电路中,集电极与基极间输出电容Coeo---共发射极开路输出电容Coe---共发射极输出电容Co---零偏压电容Co---输出电容Cp---并联电容(外电路参数)Cre---共发射极反馈电容Cs---管壳电容或封装电容CTC---电容温度系数CTV---电压温度系数。
在测试电流下,稳定电压的相对变化与环境温度的绝对变化之比Ct---总电容Cvn---标称电容di/dt---通态电流临界上升率dv/dt---通态电压临界上升率D---占空比ESB---二次击穿能量fmax---最高振荡频率。
当三极管功率增益等于1时的工作频率fT---特征频率f---频率h RE---共发射极静态电压反馈系数hFE---共发射极静态电流放大系数hfe---共发射极小信号短路电压放大系数hIE---共发射极静态输入阻抗hie---共发射极小信号短路输入阻抗hOE---共发射极静态输出电导hoe---共发射极小信号开路输出导纳hre---共发射极小信号开路电压反馈系数IAGC---正向自动控制电流IB2---单结晶体管中的基极调制电流IBM---在集电极允许耗散功率的范围内,能连续地通过基极的直流电流的最大值,或交流电流的最大平均值IB---基极直流电流或交流电流的平均值Icbo---基极接地,发射极对地开路,在规定的VCB反向电压条件下的集电极与基极之间的反向截止电流Iceo---发射极接地,基极对地开路,在规定的反向电压VCE条件下,集电极与发射极之间的反向截止电流Icer---基极与发射极间串联电阻R,集电极与发射极间的电压VCE 为规定值时,集电极与发射极之间的反向截止电流Ices---发射极接地,基极对地短路,在规定的反向电压VCE条件下,集电极与发射极之间的反向截止电流Icex---发射极接地,基极与发射极间加指定偏压,在规定的反向偏压VCE下,集电极与发射极之间的反向截止电流ICMP---集电极最大允许脉冲电流ICM---集电极最大允许电流或交流电流的最大平均值。
三极管在电路中的工作状态以及工作条件:三极管有三种工作状态:截止状态、放大状态、饱和状态。
当三极管用于不同目的时,它的工作状态是不同的三极管的三种状态也叫三个工作区域即:截止区、放大区和饱和区:(1)、截止区:当三极管b 极无电流时三极管工作在截止状态,c到e之间阻值无穷大,c到e之间无电流通过。
NPN型三极管要截止的电压条件是发射结电压Ube小于0.7V 即Ub-Ue<0.7VPNP型三极管要截止的电压条件是发射结电压Ueb小于0.7V 即Ue-Ub<0.7V (2)、放大区:三极管的b极有电流,Ic和Ie都随Ib改变而变化,即c极电流Ic 和e极电流Ie的大小受b极电流Ib控制。
Ib越大,Rce越小,Ice越大;反之Ib 越小,Rce越大,Ice越小。
在基极加上一个小信号电流,引起集电极大的信号电流输出。
NPN三极管要满足放大的电压条件是发射极加正向电压,集电极加反向电压:Ube=0.7V即Ub-Ue=0.7VPNP三极管要满足放大的电压条件是发射极加正向电压,集电极加反向电压: Ueb=0.7V即Ue-Ub=0.7V(3)、饱和区:当三极管的集电结电流IC增大到一定程度时,再增大Ib,Ic也不会增大,超出了放大区,进入了饱和区。
饱和时,集电极和发射之间的内阻最小,集电极和发射之间的电流最大。
三极管没有放大作用,集电极和发射极相当于短路,常与截止配合于开关电路。
NPN型三极管要满足饱和的电压条件是发射结和集电结均处于正向电压: Ube>0.7V即Ub-Ue>0.7VPNP型三极管要满足饱和的电压条件是发射结和集电结均处于正向电压: Ueb>0.7V即Ue-Ub>0.7V从三极管的伏安特性可知:其工作区域分截止区、放大区、饱和区;放大区在截止区和饱和区之间,如果静态工作点不合适,偏向截止或饱和区,放大的信号会进入偏向的区域,其信号会产生失真。
NPN:Uce=Uc-Ue>0;PNP:Uce<0。
结构与操作原理三极管的基本结构是两个反向连结的pn接面,如图1所示,可有pnp和npn两种组合。
三个接出来的端点依序称为射极(emitter, E)、基极(base, B)和集极(collector, C),名称来源和它们在三极管操作时的功能有关。
图中也显示出npn与pnp三极管的电路符号,射极特别被标出,箭号所指的极为n型半导体,和二极体的符号一致。
在没接外加偏压时,两个pn接面都会形成耗尽区,将中性的p型区和n型区隔开。
图1 pnp(a)与npn(b)三极管的结构示意图与电路符号。
三极管的电特性和两个pn接面的偏压有关,工作区间也依偏压方式来分类,这里我们先讨论最常用的所谓”正向活性区”(forward active),在此区EB极间的pn接面维持在正向偏压,而BC极间的pn接面则在反向偏压,通常用作放大器的三极管都以此方式偏压。
图2(a)为一pnp三极管在此偏压区的示意图。
EB接面的空乏区由于在正向偏压会变窄,载体看到的位障变小,射极的电洞会注入到基极,基极的电子也会注入到射极;而BC接面的耗尽区则会变宽,载体看到的位障变大,故本身是不导通的。
图2(b)画的是没外加偏压,和偏压在正向活性区两种情形下,电洞和电子的电位能的分布图。
三极管和两个反向相接的pn二极管有什么差别呢?其间最大的不同部分就在于三极管的两个接面相当接近。
以上述之偏压在正向活性区之pnp三极管为例,射极的电洞注入基极的n型中性区,马上被多数载体电子包围遮蔽,然后朝集电极方向扩散,同时也被电子复合。
当没有被复合的电洞到达BC接面的耗尽区时,会被此区内的电场加速扫入集电极,电洞在集电极中为多数载体,很快藉由漂移电流到达连结外部的欧姆接点,形成集电极电流IC。
IC的大小和BC间反向偏压的大小关系不大。
基极外部仅需提供与注入电洞复合部分的电子流IBrec,与由基极注入射极的电子流InB? E(这部分是三极管作用不需要的部分)。
InB? E在射极与与电洞复合,即InB? E=I Erec。
1.输入电压Vi n,输入电阻Ri n,三极管导通电压取0.6V,三极管电流放大倍数是B,输出电阻(在C极的电阻)是Rout。
这样很好计算了:5V / Rout = A,A /B = C,所以C是你最小的基极电流。
如果你的输入电压Vin也用5V,那么(5 - 0.6)/C = Rin,你就可以选R in了,为使三极管可靠饱和,选(5 - 0.6)/Rin > C就可以了。
2.先求I先求I c=Vc/Rc Ib=Ic/B 基极电阻Rb=(Vb-Vbe)/Ibc=Vc/Rc Ib=Ic/B 基极电阻Rb=(Vb-Vbe)/Ib举例:已知条件:输入Vi=5V,电源电压Vc c=5V,三极管直流放大系数be ta=10.查规格书得,集-射饱和电压V cesat=0.2V,此时集电极电流Ic=10mA(或其它值),则集电极电阻Rc=(Vcc-Vcesat)/Ic = (5-0.2)/10 = 480 欧。
则Ib=Ic/beta=10/10=1 mA,基极限流电阻Rb=(Vi-Vbe)/Ib=(5-0.6)/1=4.4K,取为4.2K。
这时要注意,输入高电平为5V是理想情况,有可能在2.5V(输入的一半)以上就为高了,这时我们以5V输入而得到的基极电流很可能不够,因此要重新计算。
以2.5V 为逻辑电平的阈值来计算,则Rb==(Vi-Vbe)/Ib=(2.5-0.6)/1=1.9K,取为1.8K,或2K。
如何使三极管工作于开关状态?晶体三极管的实际开关特性决定于管子的工作状态。
晶体三极管输出特性三个工作区,即截止区、放大区、饱和区,如图4.2.1(b)所示。
如果要使晶体三极管工作于开关的接通状态,就应该使之工作于饱和区;要使晶体三极管工作于开关的断开状态,就应该使之工作于截止区,发射极电流iE=0,这时晶体三极管处于截止状态,相当于开关断开。
三极管放大电路设计参数计算及静态工作点方法三极管是一种常用的电子元件,常用于放大电路中。
在设计三极管放大电路时,需要计算一些参数,并确定静态工作点。
首先,我们需要计算三极管的放大倍数。
放大倍数可以通过β值来计算,β值是指集电极电流(IC)和基极电流(IB)之间的比值。
β值可以在三极管的数据手册或规格表中找到。
假设β值为100,那么三极管的放大倍数就是100。
接下来,我们需要计算输入电阻和输出电阻。
输入电阻可以通过以下公式计算:输入电阻(RI)= β × 小信号晶体管的基极电阻(rb)输出电阻可以通过以下公式计算:输出电阻(RO)= 小信号晶体管的集电极电阻(rc)/β然后,我们需要计算所需的放大电压和工作电流。
这些参数可以通过给定的输入电压和负载电阻来计算。
假设我们希望输出电压为10V,负载电阻为1kΩ,那么放大电压可以通过以下公式计算:放大电压(VL)=输出电压(V0)/β工作电流(IL)=放大电流(IC)=输出电压(V0)/负载电阻(RL)最后,我们需要确定静态工作点。
静态工作点是指三极管放大电路在没有输入信号时的工作状态。
静态工作点通常由集电极电流(ICQ)和集电极电压(VCEQ)确定。
静态工作点的选择需要考虑到三极管的工作范围和线性区。
静态工作点的选择可以通过以下步骤进行:1.确定集电极电流(ICQ)和集电极电压(VCEQ)的目标值。
这些值可以通过数据手册或规格表中的参数找到。
2.根据静态工作点的目标值,选择电路中的元件值,以使得电路满足ICQ和VCEQ的要求。
3.通过计算电路中的电阻、电容等元件的数值,来满足ICQ和VCEQ 的要求。
4.通过仿真或实验验证静态工作点是否满足要求。
总结起来,设计三极管放大电路需要计算放大倍数、输入电阻和输出电阻,并确定放大电压和工作电流的要求。
然后,通过选择合适的元件值和调节电路参数,确定静态工作点,以使得电路达到预期的放大效果。
1.输入电压Vin,输入电阻Rin,三极管导通电压取0.6V,三极管电流放大倍数是B,输出电阻(在C极的电阻)是Rout。
这样很好计算了:5V / Rout = A,A /B = C,所以C是你最小的基极电流。
如果你的输入电压Vin也用5V,那么(5 - 0.6)/C = Rin,你就可以选Rin了,为使三极管可靠饱和,选(5 - 0.6)/Rin > C就可以了。
2.先求I先求Ic=Vc/Rc Ib=Ic/B 基极电阻Rb=(Vb-Vbe)/Ibc=Vc/Rc Ib=Ic/B 基极电阻Rb=(Vb-Vbe)/Ib举例:已知条件:输入Vi=5V,电源电压Vcc=5V,三极管直流放大系数beta=10.查规格书得,集-射饱和电压Vcesat=0.2V,此时集电极电流Ic=10mA(或其它值),则集电极电阻Rc=(Vcc-Vcesat)/Ic = (5-0.2)/10 = 480 欧。
则Ib=Ic/beta=10/10=1 mA,基极限流电阻Rb=(Vi-Vbe)/Ib=(5-0.6)/1=4.4K,取为4.2K。
这时要注意,输入高电平为5V是理想情况,有可能在2.5V(输入的一半)以上就为高了,这时我们以5V输入而得到的基极电流很可能不够,因此要重新计算。
以2.5V为逻辑电平的阈值来计算,则Rb==(Vi-Vbe)/Ib=(2.5-0.6)/1=1.9K,取为1.8K,或2K。
如何使三极管工作于开关状态??如何使三极管工作于开关状态晶体三极管的实际开关特性决定于管子的工作状态。
晶体三极管输出特性三个工作区,即截止区、放大区、饱和区,如图4.2.1(b)所示。
如果要使晶体三极管工作于开关的接通状态,就应该使之工作于饱和区;要使晶体三极管工作于开关的断开状态,就应该使之工作于截止区,发射极电流iE=0,这时晶体三极管处于截止状态,相当于开关断开。
集电结加有反向电压,集电极电流iC=ICBO,而基极电流iB=-ICBO。
三极管工作状态的判定探讨摘要: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。
三极管是一个电流控制元件:它可以通过小电流控制大电流。
根据其电流的大小可以判定不同的工作状态。
关键词:三极管;电流控制;工作状态1 三种工作状态的特点1.1 三极管饱和状态下的特点要使三极管处于饱和状态,必须基极电流足够大,即Is≥IBs。
三极管在饱和时,集电极与发射极间的饱和电压(Uces)很小,根据三极管输出电压与输出电流关系式三极管饱和时,基极电流很大,对硅管来说,发射结的饱和压降U BEC =0.7V(锗管U BEC=-0.3V),而U CES=0见,U BE>0,U BC >0,也就是说,发射结和集电结均为正偏。
三极管饱和后,C、E间的饱和电阻RcEs=UcEs/Ics,UcEs很小,Ics最大,故饱和电阻RcEs很小。
所以说三极管饱和后C、E问视为短路,饱和状态的NPN型三极管等效电路如图1所示。
1.2 三极管截止状态下的特点要使三极管处于截止状态,必须基极电流IS=0,此时集电极IC=I CEO≈0(I CEO穿透电流,极小),根据三极管输出电压与输出电流关系式U CE=EC-ICRC,集电极与发射极间的电压U CE EC。
三极管截止时,基极电流IB=0,而集电极与发射极间的电压U CEEc。
可见,U BE0,U BC<0,也就是说,发射结和集电结均为反偏。
三极管截止后,C、E间的截止电阻Rce=UcE/Ic,UcEs很大,等于电源电压,Ics极小,C、E间电阻RcE很大,所以,三极管截止后C、E间视为开路,截止状态的NPN型三极管等效电路如图1b。
1.3 三极管放大状态下的特点要使三极管处于放大状态,基极电流必须为:0<IBU BE=0.7V(绪管)U BE=-0.3V,三极管在放大状态时,集电极与发射极间的电压U CE>1以上,U BE>0,U BC<0,也就是说,发射结正偏,集电结反偏。
管这类商品是我们日常生活中比较常见的一种商品,虽然用的不多,但是它的作用是很大的。
对于一些没接触过它的人来说不知道pnp三极管的作用是什么,以及它的工作原理是怎么的,接下来就给大家介绍一下关于pnp三极管工作原理及它的一些基本知识。
一、pnp三极管的结构造型晶体三极管是半导体的基本器材之一,主要作用是电流放大的作用,主要是电子电路的核心元件,它的功能就是电流放大和开关的作用;主要结构是半导体的基本片上制作两个相近的PN结,然后再将正块半导体分成三部分组成。
二、pnp三极管的工作原理晶体三极管按照材料可以分为以下两种,分别是锗管和硅管,不管哪一种的结构形式,而我们使用最多的就是硅NPN和锗PNP两种三极管,其工作原理主要的是利用的半导体之间的连接进行集电工作。
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。
三极管截止区放大区和饱和区详解
三极管在硬件设计中太过普遍了,不过要很好的理解三级管的特性,却没有那么简单,下图的曲线中截止区和放大区理解较为容易,而饱和区不能看图理解,否则会很迷糊。
(1)截止区:简单的讲就是三极管未导通,Ube<打开电压,一般是小于0.5或者0.7V,此时Ib=0,Ic=Iceo≈0.
(2)放大区:发射结正偏(Ube>0),集电结反偏(Ubc<0),此时Ic=βIb,成线性放大关系。
(3)饱和区:发射结正片,集电结正偏(Uce<Ube),βIb>Ic,Uce≈0.3V。
饱和区的理解较为难,简单的讲有两种情况下会出现饱和区,一是集电极供电电压低,另外一种情况是随着基极电流Ib的不断增大,集电极电流不可能一直线性倍数增大,当基极电流增大到一定数值后,集电极的电流就不变了,此时会出现一个临界值,会导致集电结反偏,进而出现饱和区。
可见,进入饱和区的一个重要点就是要Ib足够大。
在这里不要对照下图曲线,这个曲线会让你更迷糊,记住概念就好。
对于集电极电压,需要按照公式Uce=VCC-βIb 来计算,随着Ib的增大,Uce会减小,这样就会出现Ube>Uce即集电结正偏的情况。
在嵌入式中常用三极管的截止区和饱和区配合实现“开关”的原理,当三极管处于截止区时,“开关”打开,Uce≈VCC,当三极管处于饱和区时,“开关”关闭,Uce≈0V.驱动三极管在截止区和饱和区之间进行切换,需要CPU输出脉冲信号,只有高低电平,而不是模拟信号。
三极管开关电路设计下面主要通过使用NPN三极管进行开关电路设计,PNP三极管的开关电路与NPN的类似。
一、三极管开关电路设计的可行性及必要性可行性:用过三极管的人都清楚,三极管有一个特性,就是有饱和状态与截止状态,正是因为有了这两种状态,使其应用于开关电路成为可能。
必要性:假设我们在设计一个系统电路中,有些电压、信号等等需要在系统运行过程中进行切断,但是又不能通过机械式的方式切断,此时就只能通过软件方式处理,这就需要有三极管开关电路作为基础了。
二、三极管基本开关电路概述如下(图.1)就是一个最基本的三极管开关电路,NPN的基极需连接一个基极电阻(R2)、集电极上连接一个负载电阻(R1)首先我们要清楚当三极管的基极没有电流时候集电极也没有电流,三极管处于截止状态,即断开;当基极有电流时候将会导致集电极流过更大的放大电流,即进入饱和状态,相当于关闭。
当然基极要有一个符合要求的电压输入才能确保三极管进入截止区与饱和区。
图.1 NPN基本开关电路三、三极管开关电路设计及分析(1)截止区、饱和区条件1、进入截止区条件:上面提到了要使三级管进入截止区的条件是当基极没有电流时候,但是在什么情况下能达到此要求呢?对硅三极管而言,其基极跟发射极接通的正向偏压约为0.6V,因此欲使三极管截止,基极输入电压(Vin)必须低于0.6V,以使三极管的基极电流为零。
通常在设计时,为了令三极管必定处于截止状态,往往使Vin值低于0.3V。
当然基极输入电压愈接近0V愈能保证三极管必处于截止状态。
2、进入饱和区条件:首先集电极要接一个负载电阻R1,基极要接一个基极电阻R2,如图.1所示。
欲将电流传送到负载上,则三极管的集电极与发射极必须短路。
因此必须使Vin达到足够高的电位,以驱动三极管进入饱和工作区工作。
三极管呈饱和状态时,集电极电流相当大,几乎使得整个电源电压Vcc均跨在负载电阻上,如此则Vce便接近于0,而使三极管的集电极和发射极几乎呈短路。
NPN型三极管经典分析(转载)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。
三极管偏置电压摘要:I.引言- 介绍三极管的基本结构和原理- 说明三极管偏置电压的重要性II.三极管偏置电压的定义和作用- 定义三极管的正向偏置电压和反向偏置电压- 介绍三极管偏置电压的作用,包括控制电流放大倍数、调整输入和输出信号的电压等III.三极管偏置电压的类型- 说明常见的三极管偏置电压类型,如电压分压偏置、电压源偏置等- 介绍每种偏置电压类型的特点和应用场景IV.三极管偏置电压的计算和调试- 介绍计算三极管偏置电压的方法和公式- 说明如何通过调试偏置电压来优化三极管的性能V.三极管偏置电压的应用- 举例说明三极管偏置电压在实际电路中的应用,如放大器、振荡器等- 介绍三极管偏置电压对电路性能的影响VI.结论- 总结三极管偏置电压的重要性- 强调正确选择和调整三极管偏置电压对电路性能的关键作用正文:三极管是一种广泛应用于电子电路的半导体器件,其基本原理是通过控制基极电流来调节集电极电流,从而实现信号的放大和开关等功能。
在实际应用中,为了使三极管能够正常工作,需要在电路中加入一定的偏置电压。
本文将详细介绍三极管偏置电压的相关知识。
首先,我们需要了解三极管偏置电压的定义和作用。
三极管的偏置电压是指加在基极和发射极(或集电极和基极)之间的电压。
正向偏置电压是指该电压与三极管的导通方向相同,反向偏置电压则相反。
偏置电压的作用是控制三极管的电流放大倍数,从而调整输入和输出信号的电压。
接下来,我们来看一下三极管偏置电压的类型。
常见的偏置电压类型有电压分压偏置、电压源偏置等。
电压分压偏置是通过将电源电压分压得到基极电压,从而实现三极管的偏置。
电压源偏置则是通过一个独立的电压源为基极提供稳定的电压。
这两种偏置电压类型各有特点,应根据实际应用场景选择合适的偏置方式。
在实际电路中,我们需要计算和调试三极管的偏置电压。
计算偏置电压的方法通常是通过电路分析和公式推导来得到。
例如,在电压分压偏置电路中,我们可以通过基极电流和电源电压的比例关系来计算出基极电压。
npn三极管基极导通电压摘要:1.简介2.npn 三极管基极导通电压的定义3.npn 三极管基极导通电压的影响因素4.如何计算npn 三极管基极导通电压5.npn 三极管基极导通电压在实际应用中的意义6.总结正文:1.简介pn 三极管是一种常见的半导体元器件,广泛应用于放大、开关、调制、稳压等电路中。
了解npn 三极管基极导通电压对于电路设计和分析具有重要意义。
2.npn 三极管基极导通电压的定义pn 三极管基极导通电压,也称为基极开启电压,是指当基极电压达到一定值时,npn 三极管开始导通的电压。
在这个电压下,基极电流开始流动,从而使得三极管进入导通状态。
3.npn 三极管基极导通电压的影响因素pn 三极管基极导通电压主要受以下几个因素影响:a.材料:不同材料的npn 三极管具有不同的导通电压。
b.结构:npn 三极管的结构,如长度、宽度等,也会影响导通电压。
c.温度:温度对半导体材料的导电性能有较大影响,因此也会影响npn 三极管的导通电压。
4.如何计算npn 三极管基极导通电压计算npn 三极管基极导通电压的方法有多种,其中较为常用的方法是通过器件的物理参数和工艺参数进行估算。
具体计算公式较为复杂,通常需要借助专业的半导体参数分析软件进行。
5.npn 三极管基极导通电压在实际应用中的意义了解npn 三极管基极导通电压对于电路设计和分析具有重要意义。
在设计电路时,需要确保npn 三极管的基极电压大于导通电压,以保证三极管能够正常导通。
此外,在分析电路时,可以通过npn 三极管基极导通电压判断电路的工作状态,如放大倍数、功耗等。
6.总结pn 三极管基极导通电压是衡量npn 三极管导通性能的重要参数,受材料、结构、温度等因素影响。
三极管特性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。
共射基本放大电路求基极电压
共射放大电路中,基极电压Vb、集电极电压Vc和发射极电压Ve之间的关系可以用以下的数学公式表示:
Vc = Vb - Vf
其中,Vf是正向偏置电压,它是使三极管处于放大状态的必要条件。
但在这里,我们要求的是基极电压Vb。
为了得到Vb,我们需要知道三极管的输入电阻和基极电流。
基极电流通常由输入信号决定,而输入信号通常通过输入电阻产生。
因此,基极电压Vb可以用以下的公式表示:
Vb = (基极电流×输入电阻) + Vf
注意:基极电流通常由输入信号和三极管的特性决定。
然而,由于题目没有给出具体的输入信号和三极管的特性,我们不能给出具体的基极电压值。
因此,为了得到基极电压,我们需要知道更多的电路参数。
总结:要得到共射基本放大电路的基极电压,我们需要知道更多的电路参数,如输入信号、三极管的特性和输入电阻的值。
三极管的电压公式
三极管是一种常用的电子元件,广泛应用于电子电路中。
它是由三个区域组成的半导体材料构成的,其中包括一个基区和两个掺杂有不同杂质的区域。
三极管的工作原理是通过控制基区的电流,从而控制集电极和发射极之间的电流。
三极管的电压公式是描述三极管电压与电流之间关系的数学公式。
在电子电路中,我们常用以下几个电压参数来描述三极管的工作状态:
1. 饱和电压(Vce_sat):当三极管处于饱和状态时,集电极与发射极之间的电压达到最小值。
饱和电压是一个固定值,通常在规格书中给出。
2. 截止电压(Vce_cutoff):当三极管处于截止状态时,集电极与发射极之间的电压达到最大值。
截止电压也是一个固定值,通常在规格书中给出。
3. 放大电压(Vce_amp):当三极管处于放大状态时,集电极与发射极之间的电压在饱和电压和截止电压之间变化。
三极管的电压公式如下:
Vce = Vce_cutoff (截止状态)
Vce = Vce_sat (饱和状态)
Vce_cutoff < Vce < Vce_sat (放大状态)
在实际应用中,我们经常需要计算三极管的电压值,以确保电路的正常工作。
下面将分别介绍三极管在不同状态下的应用和计算方法。
1. 截止状态:当三极管处于截止状态时,集电极与发射极之间的电压达到最大值,可以视为一个开路状态。
在截止状态下,三极管不会起到放大作用,电流无法通过三极管流向负载。
这种状态通常在开关电路中使用,用于控制电路的开关。
2. 饱和状态:当三极管处于饱和状态时,集电极与发射极之间的电压达到最小值,可以视为一个闭路状态。
在饱和状态下,三极管能够提供最大的电流放大效果,可用于放大电路或作为电流放大器使用。
3. 放大状态:在饱和状态和截止状态之间的电压范围内,三极管处于放大状态。
在放大状态下,三极管能够将输入信号的弱小变化放大为输出信号的较大变化。
这种特性使得三极管成为电子设备中的重要组成部分,广泛应用于放大电路和信号处理电路中。
为了计算三极管的电压,我们需要了解三极管工作的基本原理和参数。
在实际应用中,我们可以通过测量电路中的电压值,并结合三极管的规格书中给出的参数,来计算三极管的电压。
总结:
三极管是一种重要的电子元件,其工作状态可以通过集电极与发射极之间的电压来描述。
饱和电压、截止电压和放大电压是描述三极管电压的重要参数。
在实际应用中,我们需要根据三极管的工作原理和参数,来计算三极管的电压。
三极管的电压公式可以帮助我们更好地理解和应用三极管。